W grę wchodzi bowiem prawdziwa rewolucja w kontekście pomiaru czasu. Poza tym mowa o istotnych postępach w zakresie kryptografii kwantowej. Splątanie atomów w dwóch zegarach umożliwia bowiem osiągnięcie najwyższej precyzji, na jaką pozwala teoria kwantowa. Szczegóły w tej sprawie zostały zamieszczone na łamach Nature.
Czytaj też: Ekspert atakuje komputery kwantowe. “Kwestia czasu, aż bańka pęknie”
Autorzy publikacji opisali, jak udało im się doprowadzić do splątania kwantowego w układzie złożonym z dwóch zegarów zbudowanych z jednego atomu strontu. Znajdowały się one w odległości dwóch metrów. Członkom zespołu udało się zmniejszyć niepewność o współczynnik 1,4. Zegary atomowe są około 100-krotnie bardziej precyzyjne niż tradycyjnie stosowane, oparte na cezie. Mówi się nawet o ponownym zdefiniowaniu sekundy, co byłoby możliwe właśnie dzięki wysokiej precyzji.
Niestety, kiedy konieczne jest wykorzystanie wielu zegarów, to zaczynają się pojawiać problemy. Urządzenia te wykorzystują pomiary częstotliwości rezonansowych atomów, gdy ich elektrony przełączają się między poziomami energetycznymi. Przez długi czas naukowcy używali do tego celu atomów cezu, jednak od ponad dwudziestu lat stosuje się inne, między innymi iterb, rtęć i stront.
Zegary atomowe wykorzystują pierwiastki takie jak iterb, rtęć i stront
Synchronizacja dwóch zegarów atomowych jest sporym wyzwaniem, ponieważ sam pomiar może wpłynąć na ich działanie i doprowadzić do wystąpienia błędów. W walce z tego typu trudnościami pomaga właśnie zjawisko splątania kwantowego. W efekcie, kiedy zostaną ze sobą splątane dwie cząsteczki, zmiana w jednej z nich prowadzi do pojawiania się zmian w drugiej, bez względu na dzielącą je odległość. W teorii powinno to być możliwe nawet w przypadku cząstek oddalonych od siebie o miliardy lat świetlnych.
Czytaj też: Nie uwierzycie, ile fotonów udało się splątać fizykom. Komputery kwantowe będą wydajniejsze
Niestety, stan splątany jest podatny na zakłócenia i rozpadanie, a naukowcy nadal nie mają idealnego rozwiązania. Jak wyjaśniają autorzy, stworzona przez nich sieć splątanych zegarów optycznych stanowi jedynie dowód koncepcji. Badania wskazują zarówno na obecne ograniczenia, jak i możliwe rozwiązania.
