14:18 2024-02-12 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Un ceas atomic cu mai multe ansamblu îmbunătățit folosind instrumente de calcul cuantic

_ Un multi-ansamblu ceas atomic îmbunătățit folosind instrumente de calcul cuantic

Ceasurile atomice sunt o clasă de ceasuri care valorifică frecvențele de rezonanță ale atomilor pentru a ține timpul cu mare precizie. În timp ce aceste ceasuri au devenit din ce în ce mai avansate și mai precise de-a lungul anilor, versiunile existente s-ar putea să nu utilizeze cel mai bine resursele pe care se bazează pentru a păstra timpul.

Cercetătorii de la Institutul de Tehnologie din California au explorat recent posibilitatea de a utiliza calculul cuantic tehnici pentru a îmbunătăți în continuare performanța ceasurilor atomice. Lucrarea lor, publicată în Nature Physics, introduce o nouă schemă care permite utilizarea simultană a mai multor ceasuri atomice pentru a ține timpul cu o precizie și mai mare.

„Ceasurile atomice sunt vechi de zeci de ani, dar performanța lor se îmbunătățește în fiecare an, " Adam Shaw, coautor al lucrării, a declarat pentru Phys.org.

"În același timp, în ultimii ani a existat un impuls major în comunitatea fizicii atomice pentru a dezvolta așa-numitele computere cuantice. , dispozitive care controlează stările cuantice ale atomilor individuali pentru a efectua calcule dincolo de capacitățile unui computer normal. În timp ce ceasurile și computerele sunt aparent destul de diferite, în ultimii ani oamenii și-au dat seama că pot fi extrem de sinergice."

< Obiectivul cheie al studiului recent realizat de Shaw și colegii săi a fost utilizarea unora dintre instrumentele care stau la baza funcționării computerelor cuantice pentru a îmbunătăți ceasurile atomice. Pentru a face acest lucru, cercetătorii au realizat experimental o propunere teoretică veche de 10 ani, care presupune utilizarea simultană a mai multor ceasuri pentru a păstra timpul mai bine decât ar face un singur ceas, asigurându-se că fiecare dintre ele înregistrează trecerea timpului la ritmuri diferite.

„Ideea este, în esență, aceeași cu a avea mai multe acționări pe un ceas: o arătă a orelor pentru a ține evidența schimbărilor de timp mai lungi și o arătă a minutelor pentru a ține evidența mai precis a schimbărilor de timp mai scurte”, a explicat Shaw. „Ceea ce am făcut este, în esență, să construim un astfel de ceas cu mai multe acționări la scară atomică. Pentru a face acest lucru, demonstrăm o nouă modalitate de a controla starea electronică a atomilor individuali cu o fidelitate foarte mare, prin schimbarea pozițiilor lor într-un fascicul laser”.

Cercetătorii au folosit tehnica propusă pentru a controla atomii individuali în ceasurile atomice. Mai exact, ei s-au asigurat că fiecare atom a experimentat în mod eficient trecerea timpului mai lent sau mai rapid, în funcție de poziția sa dinamică în raport cu fasciculul laser aplicat.

„Cele mai precise ceasuri actuale din lume funcționează prin măsurarea trecerea timpului cu un ansamblu mare de atomi, dar demonstrăm că controlul individual ar putea duce la o performanță mai bună”, a spus Shaw. „În general, munca noastră arată puterea combinării caracteristicilor computerelor cuantice și ale senzorilor cuantici, o uniune pe care multe alte grupuri lucrează să o realizeze și să o îmbunătățească.”

Descoperirile inițiale adunate de Shaw și ai lui. colegii sunt foarte încurajatori, evidențiind potențialul tehnicilor de calcul cuantic în cercetarea metrologiei. În viitor, acest studiu ar putea inspira dezvoltarea altor ceasuri optice cuantice programabile care oferă performanțe și mai bune.

La câteva luni după ce echipa și-a publicat în prealabil lucrarea, un alt grup de cercetare condus de Shimon Kolkowitz la Berkeley a publicat o lucrare care încearcă să realizeze un ceas cu mai multe acționări similar pe PRX în Physical Review X. Ceasul lor cu mai multe ace a fost creat folosind o tehnică diferită, dar evidențiază, de asemenea, avantajele de a se baza pe mai mult de un ceas atomic la un moment dat.

„În lucrarea noastră recentă, am controlat mai multe ceasuri atomice individuale, dar ceasurile în sine erau relativ simple: doar atomi unici”, a adăugat Shaw.

„Lucrăm acum să folosim încrucișarea cuantică între atomii individuali din cadrul fiecărui ceas, astfel încât fiecare „mână” de pe ceasul nostru atomic să devină mai precisă. Procedând astfel, ar trebui să îmbunătățim performanța ceasului și ar fi un adevărat hibrid al unui ceas. computer cuantic și un ceas atomic.”

© 2024 Science X Network

(Fluierul)

Inapoi