图像来源于奥地利维也纳大学

科技日报记者 张佳欣报道：奥地利维也纳大学的研究人员进行了一项开创性实验，探索地球自转对量子纠缠的影响。一项研究于《科学进展》杂志上发表，破解了基于纠缠的传感器在旋转灵敏度方面的极限，为深入探索量子力学和广义相对论的交叉点铺平了道路。光学干涉仪(Sagnac Interferometer)在检测旋转方面已经相当敏感，但基于量子纠缠的干涉仪有潜力进一步提高这种灵敏度。量子纠缠是一种奇特现象，其中两个或多个粒子共享同一状态，即使它们被远距离分开，对其中一个粒子的测量也会立即影响另一个粒子的状态。研究小组制造了一台巨型的光学干涉仪，在短短几个小时内成功将噪音水平保持在低而稳定的状态。他们现在能够探测到高质量的纠缠光子对，相比过去使用的光学萨格纳克干涉仪，旋转精度提高了1000倍。在实际实验中，通过将两个互相纠缠的光子在一条长达2公里的光纤中传输，成功在巨大线圈上构建了一个有效面积超过700平方米的干涉仪。研究人员为了研究地球自转，还设计了一个聪明的方案：他们把光纤分成两个同样长的线圈，并通过一个光学开关将它们连接起来。通过控制开关的启闭，可以灵活地取消旋转信号，从而提高大型设备的稳定性。这种方法就像是在“愚弄”光线，让它误以为自己处于一个非旋转的宇宙中。通过这次实验，研究人员观察到了地球自转对最大纠缠双光子态的影响。这表明了爱因斯坦的狭义相对论和量子力学描述了旋转参考系和量子纠缠之间的相互影响。研究人员指出，这项研究成果和方法有助于提升基于量子纠缠的传感器在旋转灵敏度上的表现，为未来探索时空曲线中量子纠缠行为的实验铺平道路。