Сверхточные запутанные атомные часы

25.06.2014

Ведение квантовой запутанности позволяет увеличить точность атомных часов в сто и более раз, что позволит значительно улучшить точность измерения интервалов времени, географических координат и обеспечит высокую степень защиты передаваемой информации.

Физики из США и Дании предложили создать глобальную сеть сверхточных атомных часов, использующих квантовую запутанность для повышения точности своей работы. Свое исследование ученые опубликовали в журнале Nature Physics, кратко с ним можно ознакомиться на сайте Nature.

Специалисты выдвинули идею оснастить географически удаленные атомные часы, объединенные в оптическую сеть, специальным протоколом, реализующим запутанных квантовые состояния между частицами атомных часов системы. Работу системы координирует центральный узел, способный создавать специальные квантовые состояния с другими узлами.

Работа обычных атомных часов основана на постоянстве разности энергий между определенными атомными уровнями: электрон, переходя с одного уровня на другой, испускает фотон, частота которого строго фиксирована. Такие процессы могут носить периодический характер, что и используется в работе атомных часов. Атомные часы очень точные: ошибка современных водородных часов составляет около 45 наносекунд за 12 часов.

Для реализации квантовой запутанности используется разнесенная на расстояние пара сцепленных (запутанных) подсистем (например, частиц). Подсистемы такой системы, согласно законам квантовой механики, сохраняют информацию о состоянии своего партнера даже при удалении друг от друга, так что изменение состояния одной подсистемы сказывается на состоянии другой подсистемы. Это сопровождается изменением определенных квантовых характеристик частиц, например, спиновых состояний. Явление запутанности носит существенно квантовый характер и не имеет классического аналога.

Ведение квантовой запутанности позволяет увеличить точность атомных часов в сто и более раз; ошибка может составлять около одной секунды за 300 миллионов лет. Это позволит значительно улучшить точность измерения интервалов времени, географических координат и обеспечит высокую степень защиты передаваемой информации.

<< Назад: Выключатель смерти для ноутбуков 25.06.2014

>> Вперед: Прозрачные датчики на основе стекла Gorilla Glass 24.06.2014

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Перспективы пластиковых твердых электролитов для автомобильных аккумуляторов 30.10.2024 Японские ученые из Токийского университета Софии исследуют органические ионные пластические кристаллы (OIPC) как перспективный тип твердых электролитов для создания высокоэффективных твердотельных аккумуляторов. Эти разработки направлены на улучшение характеристик электротранспорта, предлагая решения для более безопасных и долговечных батарей. Твердотельные аккумуляторы представляют собой интересную альтернативу традиционным батареям с жидким электролитом. Они обеспечивают большую стабильность и производительность, что позволяет сократить использование лития, делая такие батареи менее затратными и более компактными. Для транспортных средств, особенно электромобилей и электробусов, такие аккумуляторы могут стать настоящим прорывом, предлагая легкость, повышенную безопасность и маневренность. Для определения перспективности OIPC как твердых электролитов исследователи использовали передовые методы анализа, в том числе графовые нейронные сети. Это позволило прогнозировать ионную проводимость различных структурных модификаций кристаллов OIPC. Результатом их работы стало синтезирование восьми новых соединений, из которых шесть проявили достаточную жесткость при комнатной температуре, что является важным критерием для применения в аккумуляторах. Одно из этих соединений продемонстрировало особенно высокую ионную проводимость, что подтверждает потенциал OIPC в качестве твердотельных электролитов для аккумуляторов. Высокая ионная проводимость OIPC - ключевой фактор, который может способствовать ускоренному развитию и распространению твердотельных батарей. Эти материалы позволяют перемещать ионы с меньшими потерями энергии и практически не подвержены утечкам и перегревам, что критично для долговечности и безопасности батарей. Сочетание экспериментальных исследований с методами молекулярной динамики позволит ученым углубить понимание свойств ионных проводников. Они планируют продолжить работу над усовершенствованием таких материалов, чтобы ускорить внедрение твердотельных аккумуляторов в транспортные средства. Развитие этих технологий поможет сделать электротранспорт более доступным и эффективным. Предлагаемые решения могут ускорить переход на чистые источники энергии в транспорте, снижая нагрузку на окружающую среду и повышая экономическую эффективность.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025