[📪정보] 양자 얽힘 센서 네트워크 원자 시계 정확도 3배 향상

[익명(112.184)]

과학자들은 양자 얽힘 네트워크를 활용해 원자 시계와 가속도계로 사용했다.


Q-NEXT 양자 연구 센터 연구원들은 양자 얽힘(quantum entanglement) 네트워크를 설정, 원자 시계와 가속도계의 고정밀 성능을 시연했다.


연구팀의 실험 설정은 시간과 가속도에 대한 초정밀 측정을 산출했다. 양자 얽힘을 사용하지 않는 유사한 설정에 비해 시간 측정은 3.5배 더 정확했고 가속도 측정은 1.2배 더 정밀했다.

논문 주저자인 스텐포드대 물리학 교수 마크 카세비치(Mark Kasevich)는 “이 구성에서 얽힘을 사용한 영향은 양자 얽힘을 리소스로 사용하지 않았을 때보다 더 나은 센서 네트워크 성능을 생성했다는 것이다. 원자시계와 가속도계의 경우 선구적인 시연”이라고 말했다.


원자 시계와 가속도계의 감도가 높아지면 글로벌 포지셔닝 시스템, 방위 및 방송 통신에 사용되는 것과 같은 보다 정확한 시간 기록 및 내비게이션 시스템이 개발될 수 있다. 초정밀 시계는 금융 및 거래에도 사용된다.


Kasevich는 “GPS는 현재 내가 있는 위치를 약 1미터까지 알려준다. 하지만 10센티미터 이내의 위치를 알고 싶다면 어떻게 해야 할까? 더 나은 시계의 영향이 바로 그것”이라고 말했다.


시계의 똑딱거리는 소리를 세듯이 전자기파의 펄스 수를 세어 시간의 흐름을 표시할 수 있다. 특정 파동이 초당 60억 번 진동한다는 것을 알고 있다면 파동의 60억 마루를 세면 1초가 경과했다는 것을 알 수 있다. 따라서 전자기파의 정확한 주파수를 알면 시간을 정확하게 추적할 수 있다.


공동 내부에 갇힌 루비듐 원자는 각각 약 10만개의 원자로 구성된 두 그룹으로 분리된다. 그룹은 두 개의 거울 사이에 있다. 빛은 거울 사이에서 앞뒤로 반사되어 모든 샷에서 원자 그룹을 통해 경로를 추적한다. 튕기는 빛이 그들을 얽히게 한다.


https://www.nature.com/articles/s41586-022-05363-z



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