Et kvantenetværk af ure vil kunne måle tiden langt mere stabilt og nøjagtigt end et atomur. Det er hovedbudskabet i en artikel i Nature Physics fra en forskergruppe anført af Mikhail Lukin fra Harvard University og med deltagelse af bl.a. Anders S. Sørensen fra Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet.
Et sådant supernøjagtigt urnetværk kan bl.a. bruges til at forbedre nøjagtigheden af satellitnavigationssystemer og til at studere effekter inden for den generelle relativitetsteori.
Eric Kessler, der er medforfatter til artiklen, forklarer til Nature, at alle delene for at lave et sådant kvantenetværk allerede er demonstreret i dag, og at forskerne blot har peget på, hvad der vil være muligt, hvis man kombinerer det hele i et system.
Eugene Polzik fra Niels Bohr Institutet peger dog på, at der er en lang række teknologiske udfordringer, før man i praksis kan lave det system, som foreslås.
Kessler er enig i, at det er et futuristisk forslag, men påpeger, at det viser, hvad det principielt er muligt at opnå med kvanteteknikker.
Udgangspunktet for kvantenetværket er sædvanlige atomure, hvor tiden styres af fluktuationer i energitilstanden af partikler eller atomer.
Hvis man har et system af f.eks. ti satellitter, der kredser om Jorden, og sørger for, at partiklerne i urene kommer i en entangled tilstand, så vil de alle svinge i takt, og det reducerer støjen betydeligt, så nøjagtigheden forbedres.
Urene kan desuden kommunikere med hinanden, og det kan bruges til at forbedre stabiliteten.
I et beregningseksempel går forskerne ud fra et aluminium-ion-ur, som blev præsenteret i 2010, og som tidligere har været omtalt af Ingeniøren.
Dette ur har en gennemsnitlig usikkerhed mindre end 2,8 x 10^-15 over et tidsrum på et sekund. Med et kvantesystem af ti ure kan man forbedre dette til 4 x 10^-17.
Forskerne bemærker desuden i deres artikel, at med neutrale atomer burde det i fremtiden være muligt at opnå en usikkerhed mindre end 10^-20.
Leave a Reply