Квантовая сеть могла бы стать самыми точными часами в мире Версия для слабовидящих
Квантовая сеть могла бы стать самыми точными часами в мире Печать Email
Новости об инновациях
19.06.2014

Феномен квантовой запутанности поможет физикам создать самые точные в мире часы (кратко об этом мы уже писали). С помощью квантовых сетей учёные могут построить всемирную сеть атомных часов, которая стала бы несравнимо более точной, чем отдельно взятые приборы, бьющие рекорды точности и стабильности сегодня.

Такая глобальная сеть помогла бы установить новый стандарт хронометража. Перемены в измерении времени помогут не только наладить точность космической навигации, но и сделает фундаментальные физические измерения намного более ясными.

К примеру, подтвердить существование гравитационных волн можно только при работе с абсолютно точными часами.

«Мы пытаемся сыграть роль предсказателей. Все необходимые составляющие глобальной квантовой сети точнейших в истории часов уже доступны человеку, поэтому я и мои коллеги рассказываем, чего бы могла достичь наука, если собрать все эти кусочки воедино», — поясняет ведущий автор исследования Эрик Кесслер (Eric Kessler), физик из Гарвардского университета, который работал совместно со знаменитым коллегой российского происхождения Михаилом Лукиным.

Идея учёных основана на двух «модных» течениях в исследовании современной физики.

  • Первый «тренд» — это попытка собрать наиболее точные атомные часы. Напомним, что на сегодняшний день таковыми являются стронциевые часы, представленные инженерами из Национального института стандартов и технологий США в январе 2014 года.

o_969598.jpg Рис. 1. Точные часы позволят напрямую зафиксировать гравитационные волны (иллюстрация Wikimedia Commons, Henze, NASA).

  • Второй «тренд» — исследование феномена квантовой запутанности. Две запутанные частицы, пусть даже они разделены миллиардами световых лет, мгновенно меняют состояние с одного на другое в зависимости от состояния частицы-собрата. Физики полагают, что именно за квантовой запутанностью стоит возможность мгновенной передачи информации, а когда-нибудь, возможно, и предметов.

Принцип работы квантовой сети атомных часов основан на том, чтобы ввести атомы в приборах в состояние запутанности друг с другом. Таким образом они оказались бы неразрывно связаны и работали бы как единое целое.

«Представьте себе сеть из десяти спутников на орбите Земли, в каждом из которых есть свои атомные часы. Один из спутников, некий центр сети, вводит в состояние квантовой запутанности атом в приборе и тот "сцепляется» с атомом в часах соседнего спутника. В конечном счёте сеть охватит все десять спутников и они будут работать в строгой зависимости друг от друга", — рассказывает Кесслер.

Как поясняют физики в своей статье, опубликованной в журнале Nature Physics, запутанность улучшает точность атомных часов за счёт сокращения шумовых эффектов. Именно по этой причине несколько часов, объединённых в единую сеть, будут намного точнее, чем каждый прибор в отдельности.

o_969599.jpg Рис. 2.

Максимальную стабильность сети атомных часов обеспечит обмен информацией: каждые отдельные часы могут отправить случайные обновления данных центральному спутнику, и за счёт этого можно будет проверять, идут ли все «маятники» в такт друг другу.

Новый стандарт хронометража позволит мировым финансовым рынкам работать в почти идеальной синхронности друг с другом. Квантовая сеть атомных часов также может быть использована для повышения производительности системы глобального позиционирования, то есть GPS-спутников, которые полагаются на стандарты точного времени, для определения местоположения объектов на земле.

Однако, прежде чем достичь абсолюта в измерении времени, нужно будет пройти очень долгий путь от теории к практике. Радует, что некоторые части квантовой сети Лукин и его коллеги уже сконструировали в лаборатории. До сих пор учёным удалось ввести в состояние квантовой запутанности 14 атомов, однако и этого может быть недостаточно для правильной работы атомных часов в глобальной сети.

Тем не менее, физики считают, что

идея вполне осуществима, хоть и требует массы времени и усилий. Возможно, через полвека или даже раньше, мы станем свидетелями появления нового стандарта хронометража и всего, что из этого следует.

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2014/kvantovaya-set-mogla-stat-samymi-tochnymi-chasami-v-mire

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта