【糾纏的時鐘可以提供準確的世界時間標準】

明道

【糾纏的時鐘可以提供準確的世界時間標準】

 

 

在空間中的時鐘

原子時鐘同步使用量子糾纏的一個全球網路的計畫已經公佈了在美國的物理學家。

由此產生的通用時間標準將比目前可能使用單個的原子時鐘，更加精確和網路也可用來做一系列的基本和應用研究，如測繪地球的引力場，或甚至測試新的重力理論。

而一些已經建立網路所需的技術存在，其他元素仍需要進一步發展。

原子鐘革新了世界的方式是無法想像的當第一台原子鐘始建于 1949 年。

全球定位系統 （GPS），例如，使用原子鐘測量信號從四顆衛星到地球上幾乎任何地方的 GPS 接收機的旅行時間。

更準確的時鐘隨著，研究者們提出更多異國應用程式 （如相對論大地測量，可以通過測量不同地點的時鐘的速度變化中映射不同時間點，引力的強度，因此地球的局域密度。

科學家也認為超精確原子鐘放置在外太空能探測到引力波。

穩定的單原子時鐘的終極限制由海森堡不確定性原理，如何精確地限制可以測量系統的振盪。

這點從近年來隨著光晶格鐘包含數以千計的粒子，讓量子的不確定性將被減少平均的發明，都並已大幅的減少。

在新的研究中，哈佛大學的米哈伊爾 · 盧金量子光學小組已聯手君葉量子計量組為國立標準與技術研究院 (NIST)、 JILA 實驗室和科羅拉多大學。

你們的團隊保持著時鐘精度當前世界紀錄和兩組現在有上來的方式作出更好的計時員有效地將幾個原子鐘合併為一個。

糾纏的超級時鐘

他們的計畫涉及許多時鐘，都駐紮在不同的國家和兩個經典和量子連結連接在一起。

在每個週期同步過程中，一個時鐘 （"中央時鐘"） 出一個光子從糾結的光子對的每個發送的其他時鐘，通過量子糾纏態連結。

這使得時鐘準備一個單一的、 集體的糾纏的態和轉移這糾纏態原子在時鐘上。

每個時鐘然後測量這個集體的糾纏的態，而且這樣做之後，它使用經典的連結將其自身的鐳射頻率和相位差測量這個鐳射頻率與原子之間發送到中央時鐘。

中央時鐘可以計算平均相位差，然後使用它來計算需要適用于頻率，以把所有的鐘都帶回相位校正。

時鐘從而減少其不確定性集體平均中所有的鐘，有效地表現為單一的、 超精確的原子鐘的所有原子。

這種分散式的安排將提供超精確的時間信號進入所有參加的締約方在任何時候，創建通用的時間標準。

網路也會更安全，防止人身攻擊，因為即使系統之一被禁用，每一締約方可以依靠其自身的原子鐘。

最後，它可能利用個人的時脈速率的變化，探測引力波，或甚至以測試新的重力理論。

盧金解釋說"是否你有這種很好的參考，並不遵循此引用的本地節點，然後這是一個信號"。

這可能就意味著時鐘工作不正常，他說，或者它可能代表一些更基本的東西。

原則上，有個時鐘可以採取擺脫地球的引力場使非本地測試的基本物理，舉個例子，雖然工程的挑戰將是嚴峻。

但有理有據遙不可及

Eugene Polzik，其團隊在哥本哈根尼爾斯 · 玻爾研究所建第一個原子鐘含原子糾纏態的量子光學專家描述為非常有趣和重要的"的建議。

不過，他表示，這項計畫可以實現之前，必須克服兩個主要的技術障礙。

首先，科學家們必須成功地生成含有更多的原子比到目前為止取得了巨大的量子態，第二，量子中繼器將不得不發展到允許糾纏分佈在世界各地。

我們有夢想，他的結論。

和一點總是好的有一個遙不可及的建議，這備份的原因，而這正是本論文在幹什麼。

這項建議被描述在自然物理.

閱讀更多關於 Polzik 的糾纏"糾纏輔助原子時鐘投影雜訊限值超出"時鐘.

關於作者

Tim Wogan 是一個總部設在英國的科學作家

 

 

引用：http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=&to=zh-CHT&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2014%2Fjun%2F18%2Fentangled-clocks-could-provide-accurate-world-time-standard