Группа ученых из Оксфордского университета продемонстрировала первую в своем роде квантовую сеть, узлами которой являются атомные часы, запутанные друг с другом на квантовом уровне. Синхронизация часов при помощи явления квантовой запутанности позволила многократно увеличить точность отсчета времени, что, в свою очередь, может быть использовано для более точных измерений значений фундаментальных физических констант, для более точной работы систем позиционирования и даже для поисков неуловимой темной материи.
"В данном случае явление квантовой запутанности, невидимая связь между двумя частицами, используется в качестве инструмента, позволяющего приблизить точность измерений атомных часов к фундаментальному пределу точности, определяемому законами квантовой механики" - рассказывает Бетан Никол (Bethan Nichol), один из исследователей, - "Благодаря нескольким годам работы мы создали квантовую сетевую систему, способную эффективно и качественно генерировать пары запутанных ионов при помощи простого нажатия кнопки".
Для организации запутанности между ионами, которые являются источником опорной частоты в атомных часах, оксфордские ученые использовали готовую разработку, квантовую сеть, разработанную консорциумом QCS (Quantum Computing and Simulation), в который входят ученые из 17 британских университетов. Изначально эта сеть разрабатывалась с прицелом на ее использование в областях квантовых вычислений и коммуникаций, а ее успешное применение в области метрологии демонстрирует многогранность таких систем.
Отметим, что при демонстрации квантовой сети из атомных часов эти часы разделяло расстояние всего в два метра. Однако, упомянутая выше квантовая сеть может соединить гораздо более удаленные узлы, и наличие синхронизированных с высочайшей точностью атомных часов, расположенных в разных местах земного шара, к примеру, открывает перед учеными массу новых возможностей.
"Созданная нами система является пока лишь доказательством работоспособности использованных нами принципов, и эти принципы должны помочь нам в будущем достигнуть точности, близкой к фундаментальному пределу" - рассказывает доктор Рагавендра Сринивас (Dr. Raghavendra Srinivas), один из исследователей, - "Все идет к тому, что явление квантовой запутанности очень скоро станет неотъемлемым компонентом не только сверхточного метрологического оборудования, но и более простых измерительных инструментов".