Сегодня 14 июля 2024
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные впервые оценили влияние вращения Земли на квантово запутанные фотоны — это поможет в поисках связи квантовой механики и ОТО

Группа исследователей под руководством Филиппа Вальтера (Philip Walther) из Венского университета провела уникальный эксперимент, в ходе которого было измерено влияние вращения Земли на квантово запутанные фотоны. Классический инструмент для доказательства правоты общей теории относительности впервые был использован для оценки явления квантовой механики, что открывает путь к поиску связи между материальным и квантовым миром.

 Источник изображений: University of Vienna

Источник изображений: University of Vienna

Посвящённая исследованию работа опубликована в журнале Science Advances. Учёные создали самый большой в мире интерферометр Саньяка, известный уже около ста лет. Этот прибор или датчик даёт возможность находить доказательства для ряда положений общей теории относительности, в частности, являясь наиболее чувствительным детектором вращения, например, нашей планеты. Исследователи из Вены собрали свою версию прибора на 1,4-м алюминиевой раме (катушке), намотав на неё две обмотки оптического кабеля по 2 км каждая.

Изоляция обмотки была достаточно надёжной, чтобы на несколько часов снизить уровень квантовых шумов ниже заданной границы чувствительности. Это позволило уверенно детектировать достаточное количество запутанных фотонов, чтобы потом использовать их для эксперимента.

Одна обмотка, пояснили учёные, не позволяла установить точку отсчёта для измерений — вытащить из данных измерений сигнал о постоянном вращении Земли. Необходимо было «обмануть свет, чтобы заставить его подумать, будто Вселенная неподвижна». Этот эффект достигался за счёт переключения между обмотками.

«Суть вопроса, — объясняет ведущий автор Раффаэле Сильвестри (Raffaele Silvestri), — заключалась в установлении точки отсчета для наших измерений, где свет остаётся незатронутым эффектом вращения Земли. Учитывая нашу неспособность остановить вращение Земли, мы придумали обходной путь: разделили оптическое волокно на две катушки одинаковой длины и соединили их с помощью оптического переключателя». Используя переключатель, исследователи смогли эффективно подавлять сигнал вращения по своему желанию, что также позволило им повысить стабильность работы прибора. «Мы, по сути, обманули свет, заставив его думать, что он находится в невращающейся Вселенной», — сказал Сильвестри.

Идея эксперимента в том, что запутанные фотоны при измерении дают больше информации, чем обычные. Это может помочь раздвинуть границы чувствительности прибора за рамки классической физики в область квантовой механики.

 Экспериментальная установка

Экспериментальная установка

В обычном интерферометре Саньяка два фотона двигались бы навстречу друг другу и вернулись бы в точку старта с некоторой разницей во времени, в зависимости от скорости вращения системы. В случае запуска по маршруту запутанных фотонов ситуация сложнее — оба фотона одновременно движутся навстречу друг другу как одна частица. При этом задержка по времени увеличивается в два раза, поясняют учёные, и это в два раза повышает разрешение датчика — достигается так называемое сверхразрешение.

Это подтвердило взаимодействие между вращающимися системами отсчёта и квантовой запутанностью, теоретическое описание чего можно найти как в специальной теории относительности Эйнштейна, так и в квантовой механике. Сделано это с тысячекратным повышением точности по сравнению с предыдущими экспериментами.

«Это является важной вехой, поскольку спустя столетие после первого наблюдения вращения Земли с помощью света запутывание отдельных квантов света, наконец, вошло в те же режимы чувствительности, — пояснил Хаокун Ю (Haocun Yu), который работал над этим экспериментом в качестве научного сотрудника Института Марии Кюри. — Я верю, что наши результаты и методология заложат основу для дальнейшего улучшения чувствительности датчиков, основанных на оценке вращения запутанностью. Это может открыть путь для будущих экспериментов по проверке поведения квантовой запутанности с учётом кривизны пространства-времени».

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Вечерний 3DNews
Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы. Две минуты на чтение — и вы в курсе главных событий.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Сотрудники OpenAI обвинили компанию в препятствовании огласке о рисках ИИ 7 ч.
Новая статья: Anger Foot — где мои кроссовки? Рецензия 14 ч.
Новая статья: Gamesblender № 682: закрытие авторов «Готики», подорожание Game Pass и маркировка игр в России 14 ч.
MWS увеличила выручку от облака в I квартале на 32 % 16 ч.
Razer добавила киберспортивным мышам динамическую чувствительность и поддержку движения под углом 20 ч.
ИИ повышает индивидуальную креативность, но ухудшает качество материалов в целом 21 ч.
«Это не игра, это набор бессвязных механик»: аудитория The First Descendant превысила 10 млн игроков, но проблем у шутера пока хватает 21 ч.
OpenAI так и не разрешила некоторые вопросы безопасности ИИ 13-07 11:42
ЕС утвердил Закон об ИИ: в числе запретов извлечение изображений лиц из интернета 13-07 05:20
Еврокомиссия замахнулась на X Илона Маска: соцсеть обвинили в обмане из-за синей галочки 13-07 02:16
Сразу несколько стартапов готовятся поднимать туристов к границе земной атмосферы на воздушных шарах 5 ч.
Google провела кадровые перестановки для возрождения AR-устройств, но уже на основе ИИ 6 ч.
Тайваньские производители в июне хорошо заработали на буме ИИ 7 ч.
BlackRock: ИИ — это новая промышленная революция, которая подстегнёт быстрое развитие ЦОД 15 ч.
Американские производители оборудования для выпуска чипов нарастили поставки в Китай, несмотря на санкции 18 ч.
Методы современной биологии помогли увеличить дальность полёта электрических самолётов в четыре раза 21 ч.
Суд в США отклонил иск к Apple по поводу закрытой экосистемы и завышенных цен на iPhone 24 ч.
В Сан-Франциско начинает курсировать первый в мире пассажирский паром на водородном топливе 24 ч.
Учёные создали дистилляционный костюм для астронавтов почти как в «Дюне» — он делает питьевую воду из мочи 13-07 11:39
ИИ-гаджет Rabbit R1 сохранял переписку с пользователями без возможности её удалить 13-07 11:28