Создана основа для разработки энергоэффективных квантовых часов

Разработана основа для реализации микроскопических, высокоточных и энергоэффективных квантовых часов.Источник: Unsplash

Физикам за последние годы удалось создать все более совершенные и точные устройства измерения времени, способные фиксировать мельчайшие временные интервалы. Среди таких приборов выделяются квантовые часы — системы отсчета времени, основанные на законах квантовой механики и обеспечивающие исключительно высокую точность измерений, пишет Tech Xplore.

Группа ученых из Венского технологического университета вместе с коллегами начала разработку принципиально новой модели миниатюрных квантовых часов. Эти часы способны измерять время с высочайшей точностью, одновременно минимизируя потери энергии.

Основной принцип заключается в поиске оптимального соотношения между точностью хода часов и их разрешением. Подобно песочным часам, можно не отмечать единичные песчинки, а подождать, пока накопится достаточно песка. Тогда полученные результаты окажутся более точными, правда, придется потратить больше времени на ожидание. Подобный компромисс применим и к традиционным механическим устройствам, использующим храповые механизмы, управляющие движением секундной и минутной стрелок. Каждое такое движение влечет за собой энергетические затраты, поскольку любое физическое событие неизбежно связано с выделением тепла и потерями энергии.

Ученые приступили к созданию новых микроскопических квантовых часов, которые могли бы точно показывать время и при этом рассеивать значительно меньше энергии.Источник: Unsplash

Повышение точности любых обычных часов или простейших моделей квантовых часов требует пропорционального роста потерь энергии, выражаемых ростом энтропии — показателя хаоса и неопределенности в системах. Разработка ученых отличается возможностью преодоления этого ограничения. Созданная ими система многокомпонентных квантовых часов реализует новый механизм транспортировки сигналов внутри прибора, позволяющий передавать импульсы между элементами без генерации потерь энергии.

Конструкция квантовых часов, предложенная группой ученых, отличается крайне низкими энергозатратами на каждый цикл измерений по сравнению с традиционными устройствами. Предложенный подход опровергает общепринятое мнение о неизбежности повышения рассеивания энергии вместе с повышением точности устройств. В перспективе разработка позволит создать инновационные решения для высокоточной регистрации времени. Они будут сочетать в себе невероятную эффективность и энергосбережение.

Тем временем в Китае продолжают строить магнитный «поезд будущего». Рассказали о нем подробнее в другом материале Hi-Tech Mail.