-> 2008年06月期-量子逻辑时钟依然是最准的时钟

2008年06月期-量子逻辑时钟依然是最准的时钟

美国标准与技术研究院（NIST）物理学家Till Rosenband对量子逻辑时钟进行了调节，从铝离子的自然振动获取计时周期（带电原子）。铝离子阱以及铍离子均处于前景中的铜室。 (照片版权拥有人Geoffrey Wheeler.) .

美国马里兰州Gaithersburg；— 使用一个铝原子将计算机逻辑运用于千奇百怪的量子世界的原子钟目前正挑战以单汞原子为基础的世界上最准确的时钟。两种类型的时钟的精确度都至少是当前美国计时标准的十倍。

根据最近的研究论文所述，对两种类型的次时代时钟的测量结果进行了为期一年的比对，这两种时钟都是在美国标准与技术研究院（NIST）设计制造的。这篇论文题为《铝或汞单离子光学时钟的频率比测算精度达到小数点后第17位》，于2008年3月6日在线上版《科学》上发表，其作者为美国标准与技术研究院研究员在记录的精确性方面对时钟进行的比较使得科学家能够将两种时钟的相对频率测算精度精确到小数点后第17位—，是迄今为止世界上最精确的计时测算方式。当前，世界范围内都在对描述宇宙的一些基本时间常数正在发生的精微变化进行探究，这一比对产生了最精确的结果，这项研究有望改变宇宙的基本模式。铝和汞原子钟都是基于自然的原子振动原理，与美国的标准原子时钟铯原子钟NIST-F1相比，其在10亿年的时间误差不超过一秒—如果它们能够工作这么长时间的话—。汞原子钟于2000年面世，依然是迄今为止世界上最准确的时钟，其精确度比铝原子钟高20%，但是，时钟的设计者称两种实验时钟还有改进的空间。铝原子钟的优点之一是对背景磁场和电场以及温度相对比较敏感，现在已经确知其对时间的敏感度比其他任何原子时钟都要低。

两种类型的时钟都是基于离子在光频率的振动，比标准原子时钟铯原子钟NIST-F1和其它类似的时间标准所用的微波频率高十万倍，而且要精确得多。高精确度的时钟可用于同步通信网络和外层空间通讯，以及卫星导航和定位。次时代时钟还可以促进研究新类型的万有引力传感器，在地下自然资源开发和对地球的基础研究方面，这种传感器有巨大的应用潜力。

最新的研究论文第一次提出了对操作性量子逻辑时钟的评估，此时钟如此命名是因为它是美国标准与技术研究院量子计算机研究的副产品。美国标准与技术研究院的量子逻辑时钟使用两种不同的离子：铝离子和铍离子，将这两种离子严格局陷在磁陷阱内，利用激光减缓其运动，温度接近绝对零部。铝原子是时钟计时单元的稳定来源，但很难使用激光探测其特性。美国标准与技术研究院的科学家们将量子计算方法应用于来自铝离子和铍离子的共享信息，因此通过观察来自铍离子的光信号能够探测铝离子钟表的计时周期。此项目得到了海军研究室和突破性技术室的部分赞助。

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