机械振荡器是日益多样化的精密传感应用中必不可少的组件,包括引力波探测 ( 1 )、原子力显微镜 ( 2 )、腔光力学 ( 3 ) 和弱电场测量 ( 4 )。从量子力学的角度来看,任何谐振子都可以用一对非交换可观测量来描述;对于机械振荡器,这些可观测量通常是位置和动量。这些可观测量的测量精度受到不可避免的量子涨落的限制,即使振荡器处于基态,这些涨落也会出现。使用“压缩”方法,可以操纵这些零点涨落,同时根据海森堡不确定性关系保留它们的乘积。这种压缩可以提高一个可观测量的测量精度,但代价是另一个可观测量的波动增加(5)。尽管已经在各种物理系统中创建了压缩态,包括电磁场(6)、自旋系统(7)、微机械振荡器(8-10)和单个捕获离子的运动模式(11、12),但利用压缩来增强计量一直具有挑战性。特别是,在检测过程中添加的噪声会限制计量增强,除非它小于压缩噪声。可以通过增加要测量的信号幅度来克服低噪声检测的要求。在光学干涉测量 ( 13 ) 和自旋系统 ( 14 ) 中,已经证明压缩相互作用的逆转可以放大
这个问题的问题探讨了LHC在高能量边界(P40)的前10年物理学的巨大影响,并在此期间听到了那些处于机器敏锐的末端的人和实验(P33)的声音。LHC的故事还有很长的路要走,它与Ligo有相似之处,并寻求检测引力波。在1987年,当CERN理事会成立的计划小组建议使用高幼体质子 - 普罗顿对撞机,质量为13-15 TEV时,Ligo刚刚成立为Caltech/MIT项目。LIGO的现场建设始于1994年,即LHC批准的那一年,二十年后,这两个基础设施使历史悠久,直接发现了Higgs Boson和重力波。现在,随着高光度LHC的升级和增强的高级LIGO“ Plus”,物理学家正在争夺建立Higgs工厂和第三代重力波干涉仪,以全面利用这些层状发现。对前者的计划一直是欧洲战略更新的讨论中心,即将得出结论,而正如我们在P53上报告的,欧洲的两个地点正在竞标主持爱因斯坦望远镜(ET)。干涉仪可能比对船员便宜,但是,正如前LIGO总监Barry Barish在我们对P61的采访中所解释的那样,像ET这样的项目需要专业管理,艰难的决策和健康的风险需求。
广义相对论允许时空扭曲。这一关键特性广泛地揭示了大量具有奇特性质的相当有趣的几何结构。其中,黑洞是一类极其有趣且无处不在的几何结构,最近已被事件视界望远镜实验 [ 1 , 2 ] 以及基于引力波的实验 [ 3 ] 直接探测到。从早期对黑洞的理论研究,特别是爱因斯坦和罗森在 [ 4 ] 中的研究,人们推测黑洞及其他地方可能存在一种连接到渐近区域的特殊几何结构。在 [ 5 ] 中,此类几何结构被称为“虫洞”。从那时起,此类几何结构就一直是科学和科幻小说灵感和想象力的源泉。具体来说,由于虫洞通过“喉部区域”连接到两个(或更多)渐近几何,它长期以来一直启发人们在宇宙中实现极快的旅行。然而,经过进一步的审查,我们可以区分出两种虫洞:一种是对于这种旅行来说不稳定的虫洞,或者需要一些奇异物质场的支持才能供人类穿越;另一种是可穿越的虫洞,虽然可以由标准物质场支持,但不提供两点之间的最短路径。尽管如此,这些几何形状将理论物理学中的基础概念(如因果关系、局部性、时间保护等)结合在一起,并帮助我们进一步完善它们。这是一个很好的参考点,可以参考
我们提出了一项基于当今量子信息技术的新思想实验,通过 Bose-Marletto-Vedral (BMV) 效应 [ 1 – 4 ] 测量量子引力效应,揭示引力 t 3 相位项、其与低能量子引力现象的预期关系,并检验广义相对论的等效原理。这里提出的技术有望通过分析与量子系统测量过程的理想输出相关的随机噪声来揭示引力场涨落。为了提高灵敏度,我们建议将引力场涨落随时间对一系列独立测量输出的影响累积起来,这些测量作用于粒子纠缠态,就像在构建量子加密密钥时一样,并从相关的时间序列中提取预期引力场涨落的影响。事实上,通过共享最大纠缠态的粒子构建的理想量子密钥由一串不相关符号的随机序列表示,该序列在数学上可以用完美的白噪声来描述,这是一个均值为零且在不同时间取值之间没有相关性的随机过程。引力场扰动(包括量子引力涨落和引力波)会引入额外的相位项,使用于构建量子密钥的纠缠对退相干,从而使白噪声着色 [ 5 , 6 ]。我们发现,这种由大质量中观粒子构建的装置可以揭示 t 3 引力相位项,从而揭示 BMV 效应。
构建一种理论,即统一量子力学(QM)和一般相对论(GR)一直是一项近一个世纪的努力,一直持续到今天。即使在理论量子重力方面取得了长足的进步,我们仍然没有完整的解决方案。也许是由于这项努力的巨大困难,因此早期实现了体验物理学在量子重力领域中起着的关键作用,这是早期实现的,这是对重力波(GWS)在2015年提高引力波(GWS)的首次观察的作用[1-4]。在2016年GW发现论文之前,量子重力实验探针的建议包括γ射线爆发[5],米歇尔森实验室量表的干涉仪[6],超高的能量宇宙射线和界面[7] [7] 9],重力耦合G [10,11],量子与重力散射[12,13],分子干涉测定法[14],洛伦兹违反了签名和约束[15],以及许多其他[16] [16] [16],两种模型依赖于模型的空间(例如,弦量量子量)(例如,弦量量子量)(例如,独立的量子)。从2016年开始,在越来越多的新(或更新)的实验溶液(包括干涉仪)中,可以检测到GW的较弱领域中可能弱的信号。实际上,尽管GR正确地解释了所有当前的GW观察结果[17-19]和重力测试[20],但仍然有可能
作为量子科学中的重要资源,量子纠缠可在计算、密码学和材料科学等领域实现广泛的应用。其中一个强大的应用领域是计量学,纠缠多粒子量子态 1 – 8 的特性可提供更高的灵敏度和更高带宽的传感器。将此类增强功能与最先进的时间和频率计量学 9 – 14 (即光学原子钟)相结合一直是量子计量领域的明确目标。构建量子增强光学时钟对大地测量学 15、16、引力波探测 17 – 19 以及探索超出标准模型的物理学 20 具有广泛的影响。存在多种创建计量上有用的纠缠的方法。在中性原子光晶格钟中,已经提出了许多使用腔量子电动力学、里德堡相互作用或碰撞相互作用的方法 21 – 26 — 事实上,最近,已经使用集体腔量子电动力学相互作用在光钟跃迁中产生了自旋压缩态 27 。在囚禁离子中,光学分离量子比特上的纠缠的提议和实现依赖于库仑晶体模式介导的自旋-自旋相互作用,允许高效地产生纠缠和格林伯格-霍恩-泽林格态,最多可产生 24 个离子光学量子比特 28 或空间分布的单粒子之间的光子量子网络
简介 加州理工学院是世界知名的科学与工程学院,汇集了世界上最聪明的人才和最具创新性的工具来解决基本科学问题和紧迫的社会挑战。加州理工学院的杰出教职员工和学生正在拓展我们对宇宙的理解并发明未来的技术,他们的研究兴趣涵盖量子科学与工程、生物信息学和生命本质、人类行为和经济学到能源和可持续性。加州理工学院规模虽小,但注重卓越和雄心。加州理工学院教职员工和校友的贡献获得了国内和国际的认可,其中包括 46 项诺贝尔奖。该学院为美国国家航空航天局管理喷气推进实验室 (JPL),发射探测器探索太阳系行星并量化地球的变化;拥有并运营大型研究设施,如地震实验室和全球天文台网络,包括帕洛玛天文台和 WM 凯克天文台;并共同创立和管理 LIGO,该机构于 2016 年首次观测到引力波。该学院的师生比例是全国最低的之一,拥有 300 名教授级教职员工,为大约 1,000 名本科生和 1,400 名研究生提供严格的课程,并提供各种学习机会和实践研究。加州理工学院是一所独立的私立机构,校园位于加利福尼亚州帕萨迪纳,占地 124 英亩。
1。鹰辐射和黑洞熵黑洞是神秘的物体。在爱因斯坦的一般相对论理论(gr)中,它们被描述为时空的区域,其中什么都没有,甚至没有光,都无法逃脱。有强有力的证据表明这种物体存在于自然界中。一个例子是质量m≈4的银河黑洞(SGR A ∗)。3×10 6m⊙[1]。另一个例子是事件水平望远镜(EHT)观察到的星系M87中心(称为M87 ∗)的超质量黑洞[2];它的质量为m≈6。5×10 9m⊙。可以通过X射线发射(如V404 Cygni,具有m≈9m⊙)或引力波的发射(如Ligo Collocorate [3])。对黑洞的观察可以深入了解这些物体及其周围环境的天体物理学,但也可以提供约束基本物理的手段(参见例如[4])。自1970年代初以来就一直知道黑洞遵守与热力学定律具有惊人类比的法律。这些类比在表1中列出了。可以得出具有额外压力项的黑洞力学的第一定律。压力来自宇宙常数,为p = −λ /8πg。这导致了第一定律中的额外项v d p,并将M解释为焓而不是能量[5]。但是,我们不会在这里考虑这一点。因为MC 2扮演了能量的作用,因此我们可以将术语d e = t d s与d m =κ8πgDa进行比较,其中κ是表面重力。由于根据表κ与温度t相比,我们可以暂时识别
然而,由于地理和社会经济的限制,在印度本土建造如此大规模的探测器是不可能的,但太空探测器提供了一个机会。印度空间研究组织发起了空间科学路线图制定 (SSRF) 活动,确定了六个主要主题,并成立了六个分裂小组 (SG),让印度空间科学界参与确定和确定未来空间科学活动的优先次序。2024 年 4 月,班加罗尔 URSC 与国家科学界组织了一次 SSRF 会议,以确定每个主题下确定的科学兴趣领域的优先次序。在 SG-2(引力和宇宙学)下,该社区强烈主张进行分赫兹引力波任务。为了将这些活动推进到行动计划中,CESSI、IISER 加尔各答与印度空间研究组织于 12 月 14 日至 15 日协调组织了一次头脑风暴会议,邀请一小群专注的参与者为最终确定印度分赫兹太空任务计划做出贡献。经过演示和积极的集思广益,决定在未来几个月内准备一份详细的技术文件,以制定初步工作计划。来自全国各地的约 20 名专家和来自 IISER 加尔各答的 12 名科学家和学生参加了此次研讨会。有关更多详细信息,请参阅研讨会网站:https://cessi.iiserkol.ac.in/deci_hz/。
在过去的十年中,实验者已经证明了他们在量子镜中控制机械模式的令人印象深刻的能力,直到量子水平:现在有可能创建机械的fock状态,从不同的物体中纠缠机械模式,存储量子信息或将其从一个量子位转移到另一个量子位,并在当今的文献中发现的许多可能性。的确是量子,就像旋转或电磁自由度一样。,所有这些尤其被称为量子技术的新工程资源。,但除了这一功利主义方面,还有更多的东西:援引布拉金斯基和洞穴的原始讨论,其中量子振荡器被认为是经典场的量子检测器,即引力波,也是量子量的独特感应能力。研究主题是机械模式与之耦合的浴室,让它们在自然界中是已知或未知的。这封信是关于这种新的潜力的,它解决了随机热力学的问题,可能是量子版本,搜索最近在最近的理论中假定的基本基础(随机)领域,这些字体可以与波浪功能崩溃模型的类别相吻合,以及呈现出浓缩模型的更为开放的问题,以及在所有机制中都具有两种含义的对象,并且在两个机构中都具有两种方式)。但是,这些研究比使用几种量子力学模式要大得多:必须确定所有已知的浴缸,必须对实验进行实验,而“机械师”一词必须通过在适当的驱动式音调时进行实质性地进行实质性的能力来构成实质性的能力。