Квантовая запутанность повысила точность измерений пространственных полей

Исследователи из Базельского университета и Лаборатории Кастлера-Броссэля продемонстрировали, что квантовая запутанность может использоваться для одновременного измерения нескольких физических величин с большей точностью, чем позволяют традиционные методы.

Команда под руководством профессора Филиппа Тройтлайна и профессора Алисы Синатры показала, что запутанные системы, разделённые в пространстве, можно использовать для измерения пространственного распределения электромагнитного поля. Результаты опубликованы в журнале Science.

«Мы расширили эту концепцию, распределив атомы по трём пространственно разделённым облакам. В результате эффекты запутанности действуют на расстоянии, как в парадоксе ЭПР», — объясняет Филипп Тройтлайн.

Для эксперимента учёные сначала запутали спины атомов в одном облаке, а затем разделили его на три части, которые остались запутанными друг с другом. Это позволило определить распределение поля с гораздо более высокой точностью, чем было бы возможно без пространственной запутанности.

Новые протоколы измерений могут быть напрямую применены в существующих прецизионных инструментах, таких как оптические решёточные часы, для снижения погрешностей. Этот же подход может повысить точность атомных интерферометров (гравиметров), измеряющих изменения гравитационного поля Земли в пространстве.