量子纠缠能使加速度计和暗物质传感器更准确

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光机械传感器测量干扰响应移动的机械传感设备的力。然后用光波测量该运动。在这个实验中，传感器是膜，它就像鼓皮一样，在受到推动后振动。光机械传感器可以用作加速度计，可以在没有GPS卫星的星球上或建筑物内用于惯性导航，因为人们在不同的楼层导航。

量子纠缠可以使光机械传感器比目前使用的惯性传感器更准确。它还可以使用光机械传感器寻找非常微妙的力，例如识别暗物质的存在。暗物质是一种不可见的物质，根据相关信息，其在宇宙中所占的质量是我们可以用光感知到的质量的五倍。它会用重力拉动传感器。

为了实现小型化光学机械传感器的高精度，研究团队探索了量子纠缠。他们没有将光分开一次，使其从传感器和镜子上反射，而是将每束光分开第二次，使光从两个传感器和两个镜子上反射。亚利桑那大学光学科学助理教授Dalziel Wilson和他的博士生Aman Agrawal和Christian Pluchar一起制造了膜装置。这些膜只有100纳米或0.0001毫米厚，在非常特别小的力的连续作用下缓慢地移动。

将传感器加倍可提高准确性，因为膜应该彼此同步振动，但纠缠增加了额外的协调水平。研究团队通过“挤压”激光产生了纠颤。在量子力学对象中，例如构成光的光子，对粒子的位置和动量的了解程度存在基本限制。因为光子也是波，所以这转化为波的相位和它的振幅。

因为两个纠缠光束的波动是相关的，所以它们相位测量的不确定性是相关的。因此，借助一些数学魔法，该团队能够获得比使用两根未纠缠的光束更精确40%的测量结果，而且他们可以更快地完成测量60%。更重要的是，精度和速度预计会随着传感器数量的增加而提高。这些传感器的尺寸为1.5英寸×1.5英寸×0.25英寸，重量为0.25磅。它们的工作原理类似于光学系统，只是它们不需要电源。

（编辑：银川站长网）

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