論文の概要: Experimental Observation of Earth's Rotation with Quantum Entanglement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.16903v1
- Date: Wed, 25 Oct 2023 18:01:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-27 23:57:10.959462
- Title: Experimental Observation of Earth's Rotation with Quantum Entanglement
- Title（参考訳）: 量子エンタングルメントによる地球の回転の実験的観察
- Authors: Raffaele Silvestri, Haocun Yu, Teodor Stromberg, Christopher Hilweg,
Robert W. Peterson, and Philip Walther
- Abstract要約: 面積715 m$2$の干渉計において,光の最大経路交叉量子状態を用いたテーブルトップ実験を行った。
5$mu$rad/sの感度は、光学量子干渉計で達成された最も高い回転分解能を構成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Precision interferometry with quantum states has emerged as an essential tool
for experimentally answering fundamental questions in physics. Optical quantum
interferometers are of particular interest due to mature methods for generating
and manipulating quantum states of light. The increased sensitivity offered by
these states promises to enable quantum phenomena, such as entanglement, to be
tested in unprecedented regimes where tiny effects due to gravity come into
play. However, this requires long and decoherence-free processing of quantum
entanglement, which has not yet been explored for large interferometric areas.
Here we present a table-top experiment using maximally path-entangled quantum
states of light in an interferometer with an area of 715 m$^{2}$, sensitive
enough to measure the rotation rate of Earth. A rotatable setup and an active
area switching technique allow us to control the coupling of Earth's rotation
to an entangled pair of single photons. The achieved sensitivity of 5
$\mu$rad/s constitutes the highest rotation resolution ever achieved with
optical quantum interferometers, surpassing previous work by three orders of
magnitude. Our result demonstrates the feasibility of extending the utilization
of maximally entangled quantum states to large-scale interferometers. Further
improvements to our methodology will enable measurements of
general-relativistic effects on entangled photons opening the way to further
enhance the precision of fundamental measurements to explore the interplay
between quantum mechanics and general relativity along with searches for new
physics.
- Abstract（参考訳）: 量子状態による精密干渉法は、物理学の基本的な問題に実験的に答えるための重要なツールとして登場した。
光量子干渉計は、量子状態の生成と操作のための成熟した方法によって特に興味深い。
これらの状態によって提供される感度の増加は、エンタングルメントのような量子現象が重力による小さな効果が作用する前例のない方法でテストされることを約束している。
しかし、これは大きな干渉領域ではまだ研究されていない量子エンタングルメントの長く非一貫性な処理を必要とする。
ここでは,715 m$^{2}$の干渉計で最大経路絡み合った光の量子状態を用いたテーブルトップ実験を行い,地球の回転速度を測定するのに十分な感度を示す。
回転可能なセットアップとアクティブエリアスイッチング技術により、地球の自転の1対の絡み合った光子との結合を制御することができる。
5$\mu$rad/sの感度は、光学量子干渉計で達成された最も高い回転分解能であり、これまでの3桁を超える。
本結果は,最大絡み合った量子状態の大規模干渉計への活用の可能性を示した。
提案手法のさらなる改良により、絡み合った光子に対する一般相対論的効果の測定が可能となり、量子力学と一般相対性理論の相互作用を探索する基礎的測定の精度をさらに高めることができる。
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