量子纠缠可以使加速度计和暗物质传感器更准确

发布时间：2023-04-28 09:06:06 所属栏目：动态来源：

导读：曾经让爱因斯坦感到不安的“幽灵般的远距离动作”可能正在变得像目前测量智能手机加速度的陀螺仪一样惊人。

量子纠缠显着提高了传感器的精度，这些传感器可用于在没有GPS的情况下进行导航，根据Nature

曾经让爱因斯坦感到不安的“幽灵般的远距离动作”可能正在变得像目前测量智能手机加速度的陀螺仪一样惊人。

量子纠缠显着提高了传感器的精度，这些传感器可用于在没有GPS的情况下进行导航，根据Nature Photonics的一项新研究。

光机械传感器测量干扰响应移动的机械传感设备的力。然后用光波测量该运动。在这个实验中，传感器是膜，其作用类似于鼓面，在受到推动后会振动。光机械传感器可以用作加速度计，可用于在没有GPS卫星的行星上或在建筑物内进行惯性导航，因为一个人在不同的楼层导航。

量子纠缠可以使光机械传感器比目前使用的惯性传感器更精确。它还可以使用光机械传感器寻找非常微妙的力，例如识别暗物质的存在。暗物质是看不见的物质，据信它占宇宙质量的五倍，比我们用光所能感知的质量多五倍。它会通过引力将传感器拉向地面。

以下是纠缠如何改进机械传感器：

光机械传感器依赖于两个同步的激光束。其中一个从传感器反射，在传感器中的任何动作都将会改变光线的传播距离,直到到达传感器。当第二波与第一波重叠时，行进距离的差异就会显现出来。如果传感器静止，则两个波完全对齐。

通常在干涉测量系统中，光传播得越远，系统就越精确。地球上最灵敏的干涉测量系统，激光干涉仪引力波天文台，在8公里的旅程中发光。但这不适合智能手机。

为了实现小型化机械传感器的高精度，张的团队探索了量子纠缠。他们不是将光分开一次，使其从传感器和镜子上反弹，而是第二次分裂每个光束，使光线从两个传感器和两个镜子上反弹。亚利桑那大学光学科学助理教授Dalziel Wilson和他的博士生Aman Agrawal和Christian Pluchar一起建造了膜装置。

在挤压光中，光子彼此之间的关系更密切。张对光子穿过分束器后会发生什么进行了对比,一辆汽车来到高速公路的交叉口。

由于两个纠缠光束中的波动是相互关联的，因此它们的相位测量中的不确定性是相关的。因此，通过一些数学魔法，该团队能够获得比两个纠缠光束精确40%的测量结果，并且可以更快地完成60%。更重要的是,准确度与速度与传感器数目紧密相关。

该团队的下一步是使系统小型化。他们已经可以将挤压光源放在一侧仅半厘米的芯片上。他们期望在一到两年内研制出一个有挤压光源、分束器、波导和惯性传感器的芯片。

（编辑：汽车网）

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