利用量子纠缠对地球自转的实验观测
量子物理
2024-06-18 v1 光学
摘要
基于量子态的精密干涉测量已成为实验回答物理学基本问题的重要工具。光学量子干涉仪因生成与操控光量子态的成熟方法而备受关注。这些态所提供的更高灵敏度有望使纠缠等量子现象在引力微小效应起作用的前所未有 regime 中被检验。然而，这需要对量子纠缠进行长时且无退相干的处理，而大干涉面积下尚未探索此方向。在此我们呈现一个桌面实验，在面积为 715 m 的干涉仪中使用最大路径纠缠光量子态，其灵敏度足以测量地球自转速率。可旋转装置与主动面积切换技术使我们能控制地球自转与纠缠光子对的耦合。所达 5 rad/s 的灵敏度构成了光学量子干涉仪有史以来最高的自转分辨率，超越先前工作三个数量级。我们的结果证明了将最大纠缠量子态的利用拓展至大规模干涉仪的可行性。对我们方法的进一步改进将能测量纠缠光子上的广义相对论效应，为提升基本测量精度以探索量子力学与广义相对论的交织及寻找新物理开辟道路。
引用
@article{arxiv.2310.16903,
title = {Experimental Observation of Earth's Rotation with Quantum Entanglement},
author = {Raffaele Silvestri and Haocun Yu and Teodor Stromberg and Christopher Hilweg and Robert W. Peterson and Philip Walther},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.16903},
year = {2024}
}