Volgens onderzoek dat deze week is gepubliceerd door Natuur .

Het verbeteren van de precisie van frequentievergelijkingen tussen meerdere atoomklokken biedt het potentieel om ons begrip van allerlei natuurlijke fenomenen te ontsluiten. Het is bijvoorbeeld essentieel bij het meten van de ruimte-tijdvariatie van fundamentele constanten, voor geodesie waarbij de frequentie van de atoomklokken wordt gebruikt om de hoogte van twee locaties te meten, en zelfs bij het zoeken naar donkere materie.

Fundamentele limiet van precisie

Verstrengeling - een kwantumfenomeen waarbij twee of meer deeltjes aan elkaar worden gekoppeld zodat ze niet langer onafhankelijk kunnen worden beschreven, zelfs niet op grote afstanden - is de sleutel tot het bereiken van de fundamentele limiet van precisie die wordt bepaald door de kwantumtheorie. Terwijl eerdere experimenten hebben aangetoond dat verstrengeling tussen klokken in hetzelfde systeem kan worden gebruikt om de kwaliteit van metingen te verbeteren, is dit de eerste keer dat onderzoekers dit hebben kunnen bereiken tussen klokken in twee afzonderlijke op afstand verstrengelde systemen. Deze ontwikkeling maakt de weg vrij voor toepassingen zoals de bovengenoemde, waarbij het van cruciaal belang is om de frequenties van atomen op afzonderlijke locaties met de hoogst mogelijke precisie te vergelijken.

Bethan Nichol, een van de auteurs van het artikel gepubliceerd in Nature , zei:"Dankzij jarenlang hard werken van het hele team in Oxford, kan ons netwerkapparaat met één druk op de knop verstrengelde paren ionen met hoge betrouwbaarheid en hoge snelheid produceren. Zonder deze mogelijkheid zou deze demonstratie niet mogelijk zijn geweest. "

Geavanceerd kwantumnetwerk

Het Oxford-team gebruikte een ultramodern kwantumnetwerk om hun resultaten te bereiken. Dit netwerk is ontwikkeld door de Quantum Computing and Simulation (QCS) Hub in het VK, een consortium van 17 universiteiten onder leiding van de Universiteit van Oxford. veelzijdigheid van dergelijke systemen. De twee klokken die voor het experiment werden gebruikt, lagen slechts 2 meter uit elkaar, maar in principe kunnen dergelijke netwerken worden opgeschaald om veel grotere afstanden te overbruggen.

"Hoewel ons resultaat in hoge mate een proof-of-principle is, en de absolute precisie die we bereiken een paar ordes van grootte onder de stand van de techniek ligt, hopen we dat de hier getoonde technieken op een dag de state-of-the-art systemen kunnen verbeteren, " legt Dr. Raghavendra Srinivas uit, een andere auteur van het artikel. "Op een gegeven moment zal verstrengeling nodig zijn omdat het een pad biedt naar de ultieme precisie die door de kwantumtheorie wordt toegestaan."

Professor David Lucas, wiens team in Oxford verantwoordelijk was voor het experiment, zei:"Ons experiment toont het belang aan van kwantumnetwerken voor metrologie, met toepassingen voor de fundamentele fysica, evenals voor de meer bekende gebieden van kwantumcryptografie en kwantumcomputing ." + Verder verkennen

De verstrengeling van twee kwantumgeheugensystemen op 12,5 km van elkaar