เครือข่ายนาฬิกาควอนตัมที่มีประจุมากเกินไปสามารถทำได้มากกว่าการบอกเวลา ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป นาฬิกาจะเดินด้วยอัตราที่แตกต่างกันเล็กน้อยขึ้นอยู่กับความแรงของสนามโน้มถ่วงที่กระทำต่อพวกมัน ตัวอย่างเช่น นาฬิกาอะตอมบนดาวเทียม GPS จะได้รับเวลาประมาณ 45 ไมโครวินาทีบนนาฬิกาบนพื้นดินในแต่ละวัน เนื่องจากแรงดึงดูดของโลกจะอ่อนลงสำหรับวัตถุที่ระดับความสูงสูงกว่าบนวัตถุที่พื้นผิว
สำรวจแรงโน้มถ่วงของโลก
ดูแผนที่ขนาดใหญ่กว่า
แผนที่จากดาวเทียม GOCE เผยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงในสนามโน้มถ่วงของโลก สีแสดงถึงความแรงของสนามที่จุดต่างๆ บนพื้นผิว: บริเวณสีแดงมีแรงโน้มถ่วงที่แรงกว่าค่าเฉลี่ย สีน้ำเงินแสดงโซนที่มีการดึงที่อ่อนกว่า ดาวเทียมที่ติดตั้งนาฬิกาที่เชื่อมโยงกับควอนตัมจะทำได้ดีกว่ามากในการวัดรูปแบบเหล่านี้ ซึ่งอาจเผยให้เห็นถ้ำลับและการปะทุของภูเขาไฟที่ใกล้จะเกิดขึ้น เครดิต: GOCE High Level Processing Facility/ESA
ใส่นาฬิกาที่เที่ยงตรงเป็นพิเศษในดาวเทียม และเวลาจะผันผวนตามระดับความสูงมากกว่า แรงดึงดูดของโลกจะแปรผันเล็กน้อยตามจุดต่างๆ บนพื้นผิว ขึ้นอยู่กับปริมาณของมวลที่อยู่เบื้องล่าง Ye กล่าวว่าดาวเทียมคู่หนึ่งที่ติดตั้งซุปเปอร์คล็อกสามารถกวาดจุดต่างๆ บนโลกเพื่อค้นหาลักษณะทางธรณีวิทยาที่ซ่อนอยู่ เช่น หินหนืดที่อพยพใต้ดินก่อนการระเบิดของภูเขาไฟ
มอนโรแนะนำแอปพลิเคชันด้านความปลอดภัยและการป้องกันที่ยิ่งใหญ่กว่าและอาจทำให้ตกใจ เขาคาดว่านาฬิกาเหล่านี้จะสามารถทำแผนที่รูปร่างของภูมิประเทศของโลกได้อย่างละเอียดถี่ถ้วนจนถึงมิลลิเมตร “คุณสามารถเห็นใครบางคนกำลังขุดอุโมงค์ใต้พรมแดนสหรัฐฯ-เม็กซิโกจากอวกาศ” เขากล่าว ทหารสามารถบินดาวเทียมคู่หนึ่งเหนือภูมิประเทศของศัตรูและทำแผนที่
ทุกถ้ำที่ผู้ก่อการร้ายอาศัยอยู่ “ดาวเทียมที่อยู่ใกล้ถ้ำจะมีแรงโน้มถ่วงน้อยกว่า และจะพุ่งเร็วกว่าดาวเทียมที่อยู่ไกลออกไป” Ye อธิบาย
ฟังดูดีมาก แต่นักฟิสิกส์ยังมีหนทางอีกยาวไกลก่อนจะสามารถใช้ดาวเทียมสแกนโลกเหล่านี้ได้ การพันกันของอะตอม 14 ตัวในห้องแล็บที่มีการควบคุมอย่างระมัดระวังนั้นแตกต่างจากการพันอะตอมหลายพันอะตอมในนาฬิกาหลายสิบนาฬิกาที่กระจัดกระจายอยู่ทั่วโลก และถึงแม้ว่าการเคลื่อนย้ายโฟตอนสองสามโฟตอนในระยะทางกว่า 140 กิโลเมตรนั้นน่าประทับใจ แต่เครือข่ายนาฬิกาควอนตัมจะต้องขนส่งโฟตอนแต่ละตัวอย่างสม่ำเสมอจากสถานีภาคพื้นดินไปยังดาวเทียมและย้อนกลับ ทั้งหมดในขณะที่รักษาสถานะการซ้อนที่ละเอียดอ่อนของอนุภาค
“เราอยู่ค่อนข้างไกลจากการทำเช่นนี้” เจค็อบ เทย์เลอร์ เพื่อนร่วมงานของมอนโรที่สถาบันควอนตัมร่วมกล่าว มอนโรเห็นด้วย แต่บอกว่าเขายังคงประทับใจกับแนวคิดนี้ เพราะมันรวมเอาความพยายามหลายอย่างที่นักฟิสิกส์กำลังไล่ตามอยู่ Monroe กล่าวว่า “มันนำวิทยาศาสตร์ข้อมูลควอนตัมหลายด้านมารวมกันเป็นหน่วยจักรวาลขนาดใหญ่หน่วยเดียว
ตัวอย่างเช่น นักวิจัยคอมพิวเตอร์ควอนตัมกำลังสำรวจกลไกเดียวกันที่ช่วยให้อะตอมที่พันกันสามารถวัดเวลาได้ ( SN: 3/10/12, p. 26 ) คอมพิวเตอร์ควอนตัมจะใช้ประโยชน์จากสถานะการทับซ้อนของอะตอมหรือโฟตอน – คิดว่า Monz มี 14 อะตอมก่อนที่จะวัด – เพื่อจัดเก็บและประมวลผลข้อมูลจำนวนมหาศาล ในขณะที่เซลล์หน่วยความจำ 14 เซลล์ของคอมพิวเตอร์ทั่วไปสามารถเก็บข้อมูลได้ 14 บิต 14 ควอนตัมบิตหรือ qubit จะเก็บ 16,384 บิตพร้อมกัน
ในขณะเดียวกัน การเคลื่อนย้ายข้อมูลที่จำเป็นในการเชื่อมโยงนาฬิกาอาจช่วยสร้างเครือข่ายการสื่อสารควอนตัมที่ปลอดภัย นักฟิสิกส์นึกภาพการสร้างช่องควอนตัมซึ่งผู้ใช้แลกเปลี่ยนข้อมูลที่เข้ารหัสในอะตอมหรือโฟตอนในลักษณะซ้อนทับ เช่นเดียวกับอะตอมในนาฬิกา ผู้ดักฟังที่พยายามฟังการสนทนาจะรบกวนสถานะการวางซ้อนที่เปราะบางนั้น เผยให้เห็นการมีอยู่ของพวกเขา
รายการการใช้งานที่เป็นไปได้สำหรับการพัวพันควอนตัมและการเคลื่อนย้ายทางไกลยังคงมีต่อไป และนักฟิสิกส์จะเกิดแนวคิดใหม่ ๆ เมื่อพวกเขาเล่นกับกลศาสตร์ควอนตัมกล่องเครื่องมือที่น่าทึ่ง “ฟิลด์นี้กำลังรอแอปพลิเคชันนักฆ่ารายใหญ่อยู่” มอนโรกล่าว
ความก้าวหน้าของควอนตัมนั้นอาจมาในรูปแบบของซุปเปอร์คล็อกที่ไม่มีใครเทียบได้ “การสร้างอุปกรณ์ระดับโลกเช่นนี้ถือเป็นความท้าทายครั้งใหญ่” เคสเลอร์กล่าว “แต่สิ่งก่อสร้างทั้งหมดอยู่ที่นั่น”
Credit : businessweblog.net wagnerscountryinn.com digitalsurveyinstruments.com simlinx.net tipobetkayitol1.com hoffberger2020.com referansbakirkoyikinciel.com managingworkplaceanxiety.com haszstudiosllc.com caveexcursionseast.net
