开创性实验测量地球自转对量子纠缠的妨碍
萨格纳克干涉仪2公里长的光纤缠绕在边长1.4米的方形铝制框架上。图片来源：奥地利维也纳大学
科技日报记者 张佳欣
奥地利维也纳大学的研究人员进行了一项开创性实验，测量了地球自转对量子纠缠的妨碍。这项14日发表在《科学发展》杂志上的研究，突破了基于纠缠的传感器中旋转灵敏度的界限，将为进一步探究量子力学和广义相对论的交叉点奠定基础。
光学萨格纳克干涉仪在测量旋转时差不多特别灵敏，然而基于量子纠缠的干涉仪具有进一步提高这种灵敏度的潜力。量子纠缠是一种现象，其中两个或多个粒子共享一种状态，即使它们被远距离分开，其中一个粒子的测量也会妨碍另一个粒子的状态。
研究团队建造了一个巨大的光学萨格纳克干涉仪，并在数小时内将噪声保持在低而稳定的水平。这使得他们可以检测到足够高质量的纠缠光子对，相比往常的光学萨格纳克干涉仪，旋转精度提高了1000倍。
在实际实验中，两个纠缠光子在巨大线圈上缠绕的2公里长的光纤内传播，实现了一个有效面积超过700平方米的干涉仪。针对地球自转，研究人员还设计了一个巧妙的方案：将光纤分成两个等长的线圈，并经过一个光学开关将它们连接起来。经过打开和关闭开关，可有效地依照需要取消旋转信号，并延长大型设备的稳定性。这种方式就像“欺骗”光，让它认为处于一个非旋转的宇宙中。
利用这项实验，研究人员观察到了地球自转对最大纠缠双光子态的妨碍。这证实了爱因斯坦狭义相对论和量子力学中描述的旋转参考系和量子纠缠之间的相互作用。
研究人员表示，该研究结果和办法将为进一步提高基于量子纠缠的传感器旋转灵敏度奠定基础，可能会为将来经过时空曲线测试量子纠缠行为的实验开发道路。
来源：中国科技网