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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Кошкины игрушки 12.09.2024 Интересное исследование, проведенное американскими учеными, показало, что не только собаки, но и кошки могут приносить своим владельцам игрушки. Однако при этом их поведение имеет важные различия в частоте проявления и мотивации. Эти различия позволяют глубже понять природу взаимодействия домашних животных с людьми и их игровое поведение. Для собак бегать за предметами и возвращать их владельцу - это естественное поведение, которое сформировалось в процессе одомашнивания. На ранних этапах этого процесса людям требовались собаки с охотничьими навыками, и именно апортировка стала важным аспектом их дрессировки. Особенно ярко это поведение выражено у пород, таких как ретриверы и пудели, для которых способность приносить предметы изначально закреплялась как часть выполнения охотничьих задач. У этих пород апортировка развивалась легко, и ее можно было усилить с помощью тренировок и команд. Кошки, в отличие от собак, не были селекционно адаптированы для апортировки. Однако исследование, в котором участвовало более 80 тысяч владельцев кошек и собак, показало удивительные результаты. Примерно 41% кошек также проявляют склонность приносить своим хозяевам игрушки. Это оказалось значительно выше, чем предполагалось ранее, когда считалось, что подобное поведение для кошек крайне редкое и атипичное. Исследование выявило, что мотивы кошек приносить игрушки отличаются от собачьих. У кошек это поведение связано, скорее, с игривостью, нежели с охотничьим инстинктом. Игры для кошек часто являются способом проявления активности и социализации, а не результатом целенаправленной селекции. При этом некоторые породы, такие как сиамские, бирманские и тонкинские, проявляют это поведение чаще других, что может указывать на их повышенную восприимчивость к взаимодействию с людьми через игру. Собачьи породы, напротив, чаще склонны к апортировке, если их предки были использованы в охотничьих или пастушьих целях. Эти породы инстинктивно воспринимают апортировку как продолжение своих природных способностей. Для таких собак приносить предметы - это не просто игра, а закрепленное в течение веков поведение, развивавшееся для помощи человеку. Ученые выдвинули несколько гипотез, чтобы объяснить, почему некоторые кошки все же проявляют поведение, схожее с апортировкой. Одной из возможных причин называется социальная игра, когда кошки используют апортировку как способ взаимодействия с человеком. Также существует версия, что кошки могут самостоятельно тренировать себя через подобные игры, развивая свои навыки. Однако, несмотря на предложенные объяснения, точная природа этого поведения у кошек остается до конца не выясненной. В отличие от собак, кошки не прошли через те же селекционные процессы, которые могли бы усилить подобные навыки. Исследование показывает, что поведение домашних питомцев, таких как кошки и собаки, может быть куда более сложным и разнообразным, чем считалось ранее. Несмотря на то, что апортировка считается традиционно собачьим занятием, многие кошки также могут приносить игрушки своим хозяевам, демонстрируя уникальные для своего вида черты. Это исследование не только расширяет наше понимание поведения животных, но и открывает новые горизонты для изучения их взаимодействия с людьми.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026