Квантовая запутанность сделает датчики темной материи точнее
«Жуткое действие на расстоянии», которое когда-то нервировало Эйнштейна, может стать таким же обыденным, как гироскопы, которые в настоящее время измеряют ускорение в смартфонах. Согласно новому исследованию в Nature Photonics, квантовая запутанность значительно повышает точность датчиков, которые можно использовать для навигации без GPS. «Используя запутанность, мы улучшаем как чувствительность измерений, так и скорость их проведения», — сказал Жешэн Чжан, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники Мичиганского университета и соавтор исследования. Эксперименты проводились в Аризонском университете, где в то время работал Чжан.
Оптомеханические датчики измеряют силы, воздействующие на механическое сенсорное устройство, которое движется в ответ. Затем это движение измеряется световыми волнами. В этом эксперименте датчиками были мембраны, которые действуют как барабанные пластины, которые вибрируют после толчка. Оптомеханические датчики могут функционировать как акселерометры, которые можно использовать для инерциальной навигации на планете, на которой нет спутников GPS, или внутри здания, когда человек перемещается по разным этажам.
Квантовая запутанность может сделать оптомеханические датчики более точными, чем используемые в настоящее время инерционные датчики. Это также может позволить оптико-механическим датчикам искать очень тонкие силы, например, определять присутствие темной материи. Темная материя — это невидимая материя, которая, как считается, составляет в пять раз больше массы во Вселенной, чем то, что мы можем ощущать с помощью света. Он будет тянуть датчик под действием гравитационной силы.
Вот как запутанность улучшает оптомеханические датчики: Оптомеханические датчики основаны на двух синхронизированных лазерных лучах. Один из них отражается от сенсора, и любое движение в сенсоре меняет расстояние, которое проходит свет на пути к детектору. Эта разница в пройденном расстоянии проявляется, когда вторая волна накладывается на первую. Если датчик неподвижен, две волны идеально выровнены. Но если датчик движется, они создают интерференционную картину, поскольку пики и впадины их волн местами компенсируют друг друга. Этот образец показывает размер и скорость вибраций в датчике. Обычно в интерферометрических системах чем дальше распространяется свет, тем точнее становится система. Самая чувствительная интерферометрическая система на планете, Лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория, посылает свет на 8-километровые расстояния. Но это не влезет в смартфон.
Чтобы обеспечить высокую точность миниатюрных оптомеханических датчиков, команда Чжана исследовала квантовую запутанность. Вместо того, чтобы разделить свет один раз, чтобы он отражался от датчика и зеркала, они разделили каждый луч во второй раз, чтобы свет отражался от двух датчиков и двух зеркал. Далзил Уилсон, доцент кафедры оптики в Аризонском университете, вместе со своими докторантами Аманом Агравалем и Кристианом Плучаром построили мембранные устройства. Эти мембраны толщиной всего 100 нанометров — или 0,0001 миллиметра — двигаются в ответ на очень небольшие силы.
Удвоение датчиков повышает точность, так как мембраны должны вибрировать синхронно друг с другом, но запутанность добавляет дополнительный уровень координации. Группа Чжана создала запутанность, «сжимая» лазерный луч. В квантово-механических объектах, таких как фотоны, из которых состоит свет, существует фундаментальный предел того, насколько точно могут быть известны положение и импульс частицы. Поскольку фотоны также являются волнами, это выражается в фазе волны (где она находится в своих колебаниях) и ее амплитуде (сколько энергии она несет).
«Сжатие перераспределяет неопределенность, так что сжатый компонент известен более точно, а антисжатый компонент несет большую неопределенность. Мы сжали фазу, потому что это то, что нам нужно было знать для нашего измерения», — сказал И Ся, недавний доктор философии выпускник лаборатории Чжана в Аризонском университете и соавтор статьи. В сжатом свете фотоны более тесно связаны друг с другом. Чжан сравнил то, что происходит, когда фотоны проходят через светоделитель, когда автомобили приближаются к развилке автострады. «У вас есть три машины, которые едут в одну сторону, и три машины, которые едут в другую сторону. Но в квантовой суперпозиции каждая машина движется в обе стороны. Теперь машины слева запутались с машинами справа», — сказал он.
Поскольку флуктуации в двух запутанных лучах связаны, погрешности в их фазовых измерениях коррелируют. В результате, применив некоторое математическое волшебство, команда смогла получить измерения, которые на 40 % точнее, чем с двумя неспутанными лучами, и сделать это на 60 % быстрее. Более того, ожидается, что точность и скорость возрастут пропорционально количеству датчиков. «Предполагается, что массив датчиков с улучшенной запутанностью обеспечит прирост производительности на порядки по сравнению с существующей технологией обнаружения, чтобы обеспечить обнаружение частиц за пределами существующей физической модели, открывая дверь в новый мир, который еще предстоит наблюдать", - сказал Чжан. Следующие шаги команды заключаются в миниатюризации системы. Уже сейчас они могут поместить источник сжатого света на чип, который всего в полсантиметра сбоку. Они рассчитывают получить прототип чипа с источником сжатого света, светоделителями, волноводами и инерционными датчиками в течение года или двух.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Последние аномальные новости

В отчете об НЛО указаны две горячие точки

Гигантское озеро лавы на Ио

Давайте поговорим о НЛО

ИИ станет умнее любого человека в 2025 году

Как гамма-всплески порождают свет

МКС стала рассадником бактерий-мутантов

На дне Балтийского моря обнаружено НЛО

НЛО нарушают все законы физики

НЛО перевозят по пустынной дороге на прицепе

Обнаружили 13 штаммов бактерий-мутантов на МКС

Обнаружили самую крупную звездную черную дыру

Очень важно раскрыть данные об НЛО

Паломники сообщили об НЛО в небе Массачусетса

Почему на Марсе выделяется метан

Программа Kona Blue для реинжиниринга НЛО

Раскрытие проекта Aqua

Стоунхендж ориентирован как на Луну, так и на Солнце

Строительным элементам жизни легче формироваться в космосе

Такер Карлсон высмеял утверждения об инопланетянах

Хью Джекман был послан инопланетянами

Матовые стеклянные перегородки - особенности, виды, как выбрать

В районе Красной поляны обнаружили два дольмена

Два охотника стали первыми жертвами болезни оленей

Должно быть место для честного расследования НЛО

Древнейший вулканизм в Солнечной системе

Жители ХМАО засняли НЛО на фоне северного сияния

Загадка странных огней в ночном небе Вены

Китаец прожил 35 лет с просветом аорты

Люди эволюционировали как жуки, а не как позвоночные

Марсоход получил изображения окаменелостей людей

Нашли экзопланету-бродягу земного типа

НЛО в небе над Сызранью

НЛО, трансформации и откровения астронавтов

Ограничение калорий замедлило биологическое старение

Первая буква фамилии студентов определяет успеваемость

Полая Земля, летающие щиты и муравьиные боги

Почему умные люди верят в теории заговора

Сбывающиеся предсказания ясновидящей Ванги

Фрагменты белков могут возникать в космосе

Человек прилетевший с небес

Шамбала и полая Земля в древнем буддизме

Георадар будет искать водные объекты на Юпитере

Дьявольская комета наконец-то стала видна

Затерянный город найден на территории Тонгатапу

ИИ и НАСА борются с изменением климата

Инопланетное существо, выброшенное на австралийский пляж

Какова масса покоящегося нейтрино

НАСА предупреждает о военном присутствии Китая в космосе

НЛО пролетел над красотами Перта

Ортоклаз из свинца - это своего рода загадка

Отчет о программе Kona Blue

Паскагула устраивает вечеринку в честь похищения

Путешественник во времени показал фото из будущего

Самая глубокая дыра в земле была закрыта

Самые странные и неповторимые дома в Огайо

Случаи похищения людей инопланетянами будут изучены

Смертоносная пещера, которая может вызвать пандемию

Такер Карлсон видел свидетельства о подводных НЛО

У человека расплавились пальцы при встрече с НЛО

Увлечение внеземной жизнью восходит к 17-му веку

Черный зверь бродил по полю британского фермера

Встреча с НЛО в школе Ариэль в Зимбабве

Город-призрак, жители которого были вынуждены бежать

Горы и лавовые озера на Ио с высоты птичьего полета

Два неизвестных объекта пролетели мимо МКС

Документальный фильм о похищении в Паскагуле

ИИ VASA1, который может заставить изображения говорить

ИИ изучает планетарный пограничный слой Земли

Инопланетяне украли мои яйцеклетки

Китай осуществляет военные программы в космосе

Книга, предсказавшая катастрофу Титаника

Компания Boston Dynamics представила нового робота

Метеорологи предупреждают о погодных войнах между странами

НЛО залетел в действующий вулкан

Подводя черту под происхождением жизни

Прыщ превратился в опухоль размером с арбуз

Скрытый потенциал РНК в развитии биоинженерии будущего

Состоят ли дюны Титана из кометной пыли

Таинственная механика полета насекомых

Тайна аномалии Балтийского моря наконец-то раскрыта

Хаббл отправляется на поиски небольших астероидов

Гелиевая звезда с самым низким содержанием металлов

Екатеринбуржец выставил на продажу летающую тарелку

Жизнь может существовать в темных водных Европы

Загадка формирования массивных горячих субкарликов

ИИ способен революционизировать кредитование

Инопланетян следует искать на фиолетовых планетах

Инопланетяне похитили яйца у женщины

Метеорит пробил крышу дома

Непрерывные фейковые новости оказывают большее влияние

НЛО влетает в действующий вулкан-портал

НЛО пилотируются духовными сущностями

Океан Энцелада может поддерживать жизнь

Перуанские мумии не являются инопланетянами

Полицейская камера сняла аварийную посадку НЛО

Полярные сияния на холодных коричневых карликах

Попытки AARO вступить в контакт с Дэвидом Грушем

Правительство США намеренно скрывает информацию об НЛО

Разгадка тайн атмосферных рек

США провели испытания управляемого ИИ истребителя

Экстремальные холода в условиях потепления климата

В один прекрасный день ИИ сможет выполнять всю нашу работу

В сеть просочился отчет о встрече ВМС США с НЛО

Давайте поговорим о неопознанных подводных объектах

Доказательства существования инопланетной жизни

Жизнь нужно искать в пурпурных мирах

Жители графства Дербишир взбешены таинственным жужжанием

Как философы воспринимали инопланетную жизнь

Метеорит, пробивший крышу дома во Флориде, прилетел с МКС

Миссия НАСА Солнечный парус готовится к запуску

На протяжении 600 лет манускрипт Войнича остается загадкой

НАСА ищет дешевый способ доставки образцов с Марса

Обнаружена самая массивная черная дыра в нашей галактике

Паранормальные корни программы Пентагона по НЛО

Подтвержден полет аппарата Dragonfly к Титану

Правительство пытается скрыть правду о НЛО

Пурпурные миры населены инопланетянами

Робот-гуманоид Ameca может имитировать человеческую речь

Тестирование технологий для полета на Марс

Человекоподобный НЛО замечен в небе Калифорнии

Я встретил лысых инопланетян–гуманоидов

В небе Калифорнии замечен странный НЛО

Великобритания разрабатывает правила для ИИ

Город богов разрушило мегаземлетрясение

Еще один механизм выживания тихоходок в космосе

Жуткое послание убийцы Зодиака

Квантовый интернет все ближе

Ковчег Завета питал Великую пирамиду Гизы

Морской офицер выражает тревогу по поводу водных НЛО

Нет доказательств существования инопланетных технологий

Новая книга дает представление о космических поисках жизни

Обнаружили близкую массивную черную дыру

Перепись ближайших окрестностей Солнца

Проект по классификации гамма-всплесков

Пурпурный, а не зеленый цвет - цвет жизни на экзопланетах

Стивен Спилберг снимет новый фильм об НЛО

Тайна объекта в форме сердца на поверхности Плутона

Тайна орбитальной нестабильности планет-гигантов

Технология передачи энергии с космических электростанций

Церера таит в себе мрачную тайну

Электричество и батарейки древних египтян

Yeezy Boost 350 v2 Black Черные. Икона Стиля и Инновации

Билл Гейтс поддерживает искусственный интеллект

В небе Калифорнии замечен таинственный объект

В пещерах на Марсе могут находиться инопланетяне

Геолог-любитель получил сильные ожоги от НЛО

Житель Лондона принял вертолет за НЛО

За НЛО отправляйтесь в маленький городок в Висконсине

Звездолеты помогут в поисках новых физических явлений

Интернет может достичь квантовой скорости

Космические силы США готовятся к первой в истории миссии

Министерство обороны публикует документы Kona Blue

Нейтронные звезды нагреваются от аннигиляции темной материи

Нострадамус предсказал войну в 2024 году

Победителем президентских выборов в 2032 году станет робот

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Подводный НЛО сняло исследовательское судно

Проклятая могила с 450 обезглавленными вампирами

Рассекреченный отчет раскрывает дематериализацию НЛО

Тайна высоких уровней энергии в звездных сверхвспышках

Уважаемый астроном не верит в теории заговора об НЛО

Ярчайший гамма-всплеск породила коллапсирующая звезда

Франшиза Pro.Travel. Предпринимательский успех Татьяны Мамаевой

Возвращение денежных средств пострадавшим от брокеров-мошенников. Путь к справедливости

Встреча с НЛО, от которой у человека расплавились пальцы

Детеныш инопланетянина найден в мексиканской пещере

Инопланетяне помешали человечеству скатиться к ядерной войне

Как ученые сообщат человечеству об инопланетянах

Канадский рейтинг мест для наблюдения НЛО

Ключ к поиску жизни в отдаленных мирах

Лучшие наблюдения НЛО в Северной Каролине

Люди не верят, что никаких НЛО нет

Мужчина получил сильные ожоги при встрече с НЛО

Мужчина с разбитым сердцем построил Космические врата

Музей странного и чудесного в Канзасе

Настоящие убежища из сериала Fallout уже построены

НЛО заметили над долиной Нижнего Гудзона

НЛО около Антарктиды - ошибка программного обеспечения

НЛО представляют угрозу безопасность на море

Подводные НЛО ставят под угрозу морскую безопасность США

Призрачные нарушения звездных потоков темной материей

Термодинамика поможет описать расширение Вселенной

Что это за НЛО замечен над штатом Нью-Йорк

Эксцентриситет орбиты создал океан на Мимасе

Более четверти россиян верят в существование инопланетян

Гигантские человеческие скелеты в пещере Лавлок

Подписка на новости
Наверх