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利用纠缠光子探测地球自转

Nature Reviews Electrical Engineering Pub Date : 2024-07-02 DOI:10.1038/s44287-024-00074-1
Lishu Wu
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摘要

干涉仪在探索基础物理学方面发挥了关键作用，揭示了从揭穿发光以太到探测引力波等各种现象。量子力学的进步，尤其是量子纠缠的应用，进一步拓展了这些仪器的能力，使精确测量超越了传统的限制。尽管取得了这些进步，但由于规模和灵敏度方面的技术限制，利用量子纠缠精确测量地球自转仍具有挑战性。为了应对这一挑战，西尔维斯特里等人在《科学进展》（Science Advances）杂志上发表文章，开发出一种大规模量子光导纤维干涉仪，以前所未有的精度测量地球自转。"我们利用光子偏振作为自由度，在环外传播（共同输入输出路径）过程中编码萨格纳克相位信息，"该研究的第一作者西尔维斯特里解释说。"这种编码使我们能够设置干涉仪的工作点（偏置相位），而无需任何有源元件，如光纤线圈内的相位调制器。事实上，使用波片旋转偏振态可以在两个正交偏振分量之间引入相对相位偏差。当相对萨格纳克相位在光纤线圈内反向传播时，这种偏差会被添加到所获得的相对萨格纳克相位中"。与此同时，机械振动以及周围的热波动和声学噪声会在光纤中转化为相位噪声。为了解决这些问题，研究人员在可旋转干涉仪中加入了一个光学开关，连接两个光纤线圈，每个线圈长 1 千米。光学开关可以通过控制光子在一半光纤卷轴中的传播方向（顺时针或逆时针）来切换地球旋转信号的开关。通过比较光开关 "开 "和 "关 "状态下的测量结果，可以将完全由地球自转引起的相位偏移与任何潜在噪声区分开来。
本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

Detecting Earth’s rotation using entangled photons

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Detecting Earth’s rotation using entangled photons
An article in Science Advances presents a large-scale optical quantum interferometer for detecting Earth’s rotation by using quantum entanglement.
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