کوانٹم سینسنگ میں ایک وسیلہ کے طور پر کشش ثقل وقت کی بازی

کوانٹم سینسنگ میں ایک وسیلہ کے طور پر کشش ثقل وقت کی بازی

کارلو سیپولارو1,2,3, Flaminia Giacomini4، اور Matteo GA پیرس5,6

1Quantum Technology Lab, Dipartimento di Fisica Aldo Pontremoli, Università degli Studi di Milano, I-20133 Milano, Italy
2ویانا سینٹر فار کوانٹم سائنس اینڈ ٹیکنالوجی (VCQ)، فیکلٹی آف فزکس، یونیورسٹی آف ویانا، Boltzmanngasse 5، A-1090 ویانا، آسٹریا
3انسٹی ٹیوٹ آف کوانٹم آپٹکس اینڈ کوانٹم انفارمیشن (IQOQI)، آسٹرین اکیڈمی آف سائنسز، Boltzmanngasse 3، A-1090 ویانا، آسٹریا
4پیری میٹر انسٹی ٹیوٹ برائے نظریاتی طبیعیات، 31 کیرولین سینٹ این، واٹر لو، اونٹاریو، N2L 2Y5، کینیڈا
5Quantum Technology Lab, Dipartimento di Fisica Aldo Pontremoli, Università degli Studi di Milano, I-20133 Milano, Italy
6INFN, Sezione di Milano, I-20133 Milano, Italy

اس کاغذ کو دلچسپ لگتا ہے یا اس پر بات کرنا چاہتے ہیں؟ SciRate پر تبصرہ کریں یا چھوڑیں۔.

خلاصہ

اٹامک کلاک انٹرفیرومیٹر کوانٹم تھیوری اور کشش ثقل کے درمیان انٹرفیس کو جانچنے کے لیے ایک قابل قدر ٹول ہیں، خاص طور پر کوانٹم رجیم میں کشش ثقل کے وقت کے پھیلاؤ کی پیمائش کے ذریعے۔ یہاں، ہم اس بات کی تحقیق کرتے ہیں کہ آیا کوانٹم انفارمیشن تھیوری میں گریویٹیشنل ٹائم ڈیلیشن کو بطور وسیلہ بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ خاص طور پر، ہم یہ ظاہر کرتے ہیں کہ آزادانہ طور پر گرنے والے انٹرفیرومیٹر کے لیے اور Mach-Zehnder انٹرفیرومیٹر کے لیے، کشش ثقل کے وقت کا پھیلاؤ طویل انٹرفیومیٹرک اوقات کے لیے کشش ثقل کی سرعت کا اندازہ لگانے میں درستگی کو بڑھا سکتا ہے۔ اس مقصد کے لیے، انٹرفیومیٹرک پیمائش آزادی کے راستے اور گھڑی کی ڈگری دونوں پر کی جانی چاہیے۔

کوانٹم میکانکس اور عمومی اضافیت نے جسمانی دنیا کو سمجھنے کے طریقے میں انقلاب برپا کر دیا ہے، اور بہت سی تکنیکی ترقیوں کا باعث بنی ہے۔ حالیہ برسوں میں، طبیعیات دان اس بات کی کھوج کر رہے ہیں کہ جسمانی پیمائش کی درستگی کو بہتر بنانے کے لیے ان دو نظریات کو کس طرح ملایا جا سکتا ہے۔ یہ مقالہ اس خیال کی چھان بین کرتا ہے کہ کشش ثقل کے وقت کا پھیلاؤ، ایک تمثیلی نسبتی رجحان، کوانٹم سپرپوزیشنز کے ساتھ مل کر ثقلی مستقل اور اس کے تغیرات کی پیمائش کی درستگی کو بڑھانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

► BibTeX ڈیٹا

► حوالہ جات

ہے [1] جوآن ین، یو ہوا لی، شینگ کائی لیاو، مینگ یانگ، یوآن کاو، لیانگ ژانگ، جی گینگ رین، وین کیو کائی، وی یو لیو، شوانگ لن لی، رونگ شو، یونگ می ہوانگ، لی ڈینگ، لی لی، کیانگ ژانگ، نائ-لی لیو، یو-آو چن، چاو-یانگ لو، ژیانگ بن وانگ، فیہو سو، جیان-یو وانگ، چینگ-ژی پینگ، آرٹور کے ایکرٹ، اور جیان- وی پین۔ "1,120 کلومیٹر سے زیادہ الجھاؤ پر مبنی محفوظ کوانٹم کرپٹوگرافی"۔ فطرت 582، 501–505 (2020)۔
https://​doi.org/​10.1038/​s41586-020-2401-y

ہے [2] دمتری گرین، ہیننگ سولر، یوول اوریگ، اور وکٹر گیلٹسکی۔ "کوانٹم کمپیوٹرز بنائے بغیر کوانٹم ٹیکنالوجی سے کیسے فائدہ اٹھایا جائے"۔ فطرت Rev. Phys. 3، 150–152 (2021)۔
https://​doi.org/​10.1038/​s42254-021-00290-w

ہے [3] سیموئل ایل براونسٹائن اور کارلٹن ایم غار۔ "شماریاتی فاصلہ اور کوانٹم ریاستوں کی جیومیٹری"۔ طبیعیات Rev. Lett. 72، 3439–3443 (1994)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.72.3439

ہے [4] میٹیو جی اے پیرس۔ "کوانٹم ٹیکنالوجی کے لیے کوانٹم تخمینہ"۔ انٹرنیشنل جرنل آف کوانٹم انفارمیشن 07، 125–137 (2009)۔
https://​/​doi.org/​10.1142/​S0219749909004839

ہے [5] Vittorio Giovannetti، Seth Lloyd، اور Lorenzo Maccone۔ "کوانٹم میٹرولوجی میں پیشرفت"۔ نیچر فوٹوونکس 5، 222–229 (2011)۔
https://​doi.org/​10.1038/​nphoton.2011.35

ہے [6] J.-F. پاسکول سانچیز۔ "عالمی نیویگیشن سیٹلائٹ سسٹمز میں اضافیت کا تعارف"۔ این۔ طبیعیات (لیپزگ) 16، 258–273 (2007)۔
https://​doi.org/​10.1002/​andp.200610229

ہے [7] ڈینیئل ایم گرینبرگر۔ "متغیر ماس کے ساتھ ذرات کا نظریہ۔ I. رسمیت"۔ جرنل آف میتھمیٹیکل فزکس 11، 2329–2340 (1970)۔
https://​doi.org/​10.1063/​1.1665400

ہے [8] کلاز لیمرزاہل۔ "عمومی اضافیت کی بنیادوں کے کوانٹم ٹیسٹ"۔ کلاسیکل اور کوانٹم گریویٹی 15، 13–27 (1998)۔
https:/​/​doi.org/​10.1088/​0264-9381/​15/​1/​003

ہے [9] ہولگر مولر، اچیم پیٹرز، اور سٹیون چو۔ "مادے کی لہروں کی مداخلت سے کشش ثقل کی سرخ شفٹ کی درست پیمائش"۔ فطرت 463، 926–929 (2010)۔
https://​doi.org/​10.1038/​nature08776

ہے [10] M Zych، I Pikovski، F Costa، ​​اور Č Brukner. "گھڑیوں" کے کوانٹم مداخلت میں عمومی رشتہ داری کے اثرات۔ جرنل آف فزکس: کانفرنس سیریز 723، 012044 (2016)۔
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1742-6596/​723/​1/​012044

ہے [11] Igor Pikovski، Magdalena Zych، Fabio Costa، ​​اور Časlav Brukner۔ "کوانٹم سسٹمز اور ڈیکوہرنس میں وقت کی بازی"۔ نیو جے فز 19، 025011 (2017)۔
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​aa5d92

ہے [12] وکٹوریہ سو، میٹ جافی، کرسٹیان ڈی پانڈا، سوفس ایل کرسٹینسن، لوگن ڈبلیو کلارک، اور ہولگر مولر۔ "20 سیکنڈ تک ایٹموں کو پکڑ کر کشش ثقل کی جانچ کرنا"۔ سائنس 366، 745–749 (2019)۔
https://​doi.org/​10.1126/​science.aay6428

ہے [13] البرٹ روورا۔ "کوانٹم کلاک انٹرفیومیٹری میں کشش ثقل کی سرخ شفٹ"۔ طبیعیات Rev. X 10, 021014 (2020)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.10.021014

ہے [14] البرٹ روورا، کرسچن شوبرٹ، ڈینس شلیپرٹ، اور ارنسٹ ایم راسل۔ "ڈی لوکلائزڈ کوانٹم سپرپوزیشنز کے ساتھ کشش ثقل کے وقت کے پھیلاؤ کی پیمائش"۔ طبیعیات Rev. D 104, 084001 (2021)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevD.104.084001

ہے [15] Fabio Di Pumpo، کرسچن Ufrecht، Alexander Friedrich، Enno Giese، Wolfgang P. Schleich، اور William G. Unruh۔ "جوہری گھڑیوں اور ایٹم انٹرفیرو میٹر کے ساتھ کشش ثقل کے ریڈ شفٹ ٹیسٹ"۔ PRX کوانٹم 2, 040333 (2021)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PRXQuantum.2.040333

ہے [16] Magdalena Zych، Fabio Costa، ​​Igor Pikovski، اور Časlav Brukner۔ "کوانٹم انٹرفیومیٹرک مرئیت بطور عام رشتہ دارانہ مناسب وقت کے گواہ"۔ نیٹ کمیون 2، 505 (2011)۔
https://​doi.org/​10.1038/​ncomms1498

ہے [17] Igor Pikovski، Magdalena Zych، Fabio Costa، ​​اور Časlav Brukner۔ "کشش ثقل کے وقت کے پھیلاؤ کی وجہ سے عالمگیر تعامل"۔ نیچر فزکس 11، 668–672 (2015)۔
https://​doi.org/​10.1038/​nphys3366

ہے [18] ایچ سالیکر اور ای پی وِگنر۔ "اسپیس ٹائم فاصلوں کی پیمائش کی کوانٹم حدود"۔ طبیعیات Rev. 109, 571–577 (1958)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRev.109.571

ہے [19] Esteban Castro-Ruiz، Flaminia Giacomini، Alessio Belenchia، اور Časlav Brukner۔ "کوانٹم گھڑیاں اور کشش ثقل کوانٹم سسٹمز کی موجودگی میں واقعات کی وقتی لوکلائزیٹی"۔ نیچر کمیونیکیشنز 11، 2672 (2020)۔
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-020-16013-1

ہے [20] کرن ای کھوسلہ اور نتاچا التامیرانو۔ "گھڑیوں کے ساتھ کشش ثقل کی تعامل کا پتہ لگانا: کشش ثقل کے کلاسیکی چینل ماڈل سے عارضی حل کی حدود"۔ طبیعیات Rev. A 95, 052116 (2017)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.95.052116

ہے [21] Magdalena Zych، Fabio Costa، ​​Igor Pikovski، اور Časlav Brukner۔ وقتی ترتیب کے لیے بیل کا نظریہ۔ نیٹ کمیون 10، 1–10 (2019)۔
https://​/​doi.org/​10.1038/​s41467-019-11579-x

ہے [22] Esteban Castro-Ruiz، Flaminia Giacomini، Alessio Belenchia، اور Časlav Brukner۔ "کوانٹم گھڑیاں اور کشش ثقل کوانٹم سسٹمز کی موجودگی میں واقعات کی وقتی لوکلائزیٹی"۔ نیٹ کمیون 11، 1–12 (2020)۔
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-020-16013-1

ہے [23] Shishir Khandelwal، Maximilian PE Lock، اور Mischa P. Woods۔ "ڈی لوکلائزڈ گھڑیوں میں عام رشتہ داری کے وقت کے پھیلاؤ میں یونیورسل کوانٹم ترمیم"۔ کوانٹم 4, 309 (2020)۔
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-08-14-309

ہے [24] الیگزینڈر آر ایچ سمتھ اور مہدی احمدی۔ "کوانٹم گھڑیاں کلاسیکی اور کوانٹم ٹائم ڈائیلیشن کا مشاہدہ کرتی ہیں"۔ نیٹ کمیون 11، 1–9 (2020)۔
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-020-18264-4

ہے [25] Piotr T. Grochowski، Alexander RH Smith، Andrzej Dragan، اور Kacper Dębski۔ "ایٹمک سپیکٹرا میں کوانٹم ٹائم بازی"۔ طبیعیات Rev. Research 3, 023053 (2021)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.3.023053

ہے [26] فلیمینیا جیاکومینی۔ "اسپیس ٹائم کوانٹم ریفرنس فریم اور مناسب اوقات کے سپرپوزیشنز"۔ کوانٹم 5، 508 (2021)۔
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-07-22-508

ہے [27] جرمین ٹوبار، سائمن ہین، فیبیو کوسٹا، اور میگدالینا زیچ۔ "نیوٹران کی کشش ثقل سے پابند کوانٹم حالتوں میں بڑے پیمانے پر توانائی کی مساوات" (2022)۔ arXiv:2112.03303۔
آر ایکس سی: 2112.03303

ہے [28] Luigi Seveso اور Matteo GA پیرس۔ "کیا کوانٹم تحقیقات کمزور مساوی اصول کو پورا کر سکتی ہیں؟"۔ طبیعیات کی تاریخ 380، 213–223 (2017)۔
https://​/​doi.org/​10.1016/​j.aop.2017.03.021

ہے [29] Luigi Seveso، Valerio Peri، اور Matteo GA پیرس۔ "کیا فری فال کی آفاقیت کا اطلاق کوانٹم پروبس کی حرکت پر ہوتا ہے؟"۔ جرنل آف فزکس: CS 880, 012067 (2017)۔
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1742-6596/​880/​1/​012067

ہے [30] Magdalena Zych اور Časlav Brukner۔ "آئن اسٹائن مساوات کے اصول کی کوانٹم تشکیل"۔ نیچر فزکس 14، 1027–1031 (2018)۔
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41567-018-0197-6

ہے [31] کارلو سیپولارو اور فلیمینیا جیاکومینی۔ "آئنسٹائن کے مساوی اصول کی کوانٹم جنرلائزیشن کو کوانٹم ریفرنس فریم کے طور پر الجھی ہوئی گھڑیوں سے تصدیق کی جا سکتی ہے" (2021)۔ arXiv:2112.03303۔
آر ایکس سی: 2112.03303

ہے [32] مہدی احمدی، ڈیوڈ ایڈورڈ بروشچی، اور ایویٹ فوینٹس۔ "کوانٹم میٹرولوجی برائے رشتہ داری کوانٹم فیلڈز"۔ طبیعیات Rev. D 89, 065028 (2014)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevD.89.065028

ہے [33] Yao Yao، Xing Xiao، Li Ge، Xiao-guang Wang، اور Chang-pu Sun۔ "کوانٹم فشر کی معلومات ناننیرشل فریموں میں"۔ طبیعیات Rev. A 89, 042336 (2014)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.89.042336

ہے [34] مہدی احمدی، ڈیوڈ ایڈورڈ بروشچی، کارلوس سبین، جیرارڈو اڈیسو، اور ایویٹ فوینٹس۔ "رشتہ دار کوانٹم میٹرولوجی: کوانٹم پیمائش کی ٹیکنالوجیز کو بہتر بنانے کے لیے اضافیت کا فائدہ اٹھانا"۔ سائنسی رپورٹس 4، 4996 (2014)۔
https://​doi.org/​10.1038/​srep04996

ہے [35] ڈومینک ہوسلر اور پیٹر کوک۔ "نون کا استعمال کرتے ہوئے پیرامیٹر کا تخمینہ ایک رشتہ دار کوانٹم چینل پر بیان کرتا ہے"۔ طبیعیات Rev. A 88, 052112 (2013)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.88.052112

ہے [36] ماریونا اسپاچس، جیرارڈو اڈیسو، اور ایویٹ فوینٹس۔ "Unruh-Hawking اثر کا بہترین کوانٹم تخمینہ"۔ طبیعیات Rev. Lett. 105، 151301 (2010)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.105.151301

ہے [37] جیکی وانگ، زیہوا تیان، جیلانگ جینگ، اور ہینگ فین۔ "کوانٹم میٹرولوجی اور انروہ اثر کا تخمینہ"۔ سائنسی رپورٹس 4، 7195 (2014)۔
https://​doi.org/​10.1038/​srep07195

ہے [38] Magdalena Zych، Łukasz Rudnicki، اور Igor Pikovski۔ "جامع نظاموں کا کشش ثقل ماس"۔ طبیعیات Rev. D 99, 104029 (2019)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevD.99.104029

ہے [39] اینڈریو ڈی لڈلو، مارٹن ایم بوائیڈ، جون یی، ای پیک، اور پی او شمٹ۔ "آپٹیکل جوہری گھڑیاں"۔ Rev. Mod طبیعیات 87، 637–701 (2015)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​RevModPhys.87.637

ہے [40] Michail Kritsotakis، Stuart S. Szigeti، Jacob A. Dunningham، اور Simon A. Haine۔ "بہترین مادے کی لہر کشش ثقل"۔ طبیعیات Rev. A 98, 023629 (2018)۔
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.98.023629

ہے [41] ڈینیئل کارنی، تھامس سیسل، جان ایلس، آر ایف گارشیا روئیز، اینڈریو اے جیراکی، ڈیوڈ ہینیک، جیسن ہوگن، نکولس آر ہٹزلر، اینڈریو جائچ، شمعون کولکووٹز، گیون ڈبلیو مورلی، ہولگر مولر، زچری پیجل، کرسچن پانڈا، اور ماریانا ایس سیفرونووا۔ "سنو ماس 2021: ہیپ سائنس کے لیے کوانٹم سینسرز - انٹرفیرو میٹر، میکینکس، ٹریپس، اور گھڑیاں" (2022)۔ arXiv:2203.07250۔
آر ایکس سی: 2203.07250

ہے [42] جینگ لیو، ہائیڈونگ یوان، ژاؤ منگ لو، اور ژاؤ گوانگ وانگ۔ "کوانٹم فشر انفارمیشن میٹرکس اور ملٹی پیرامیٹر تخمینہ"۔ طبیعیات کا جریدہ A: ریاضی اور نظریاتی 53، 023001 (2019)۔
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8121/​ab5d4d

ہے [43] F. Albarelli, M. Barbieri, MG Genoni, اور I. Gianani. "ملٹی پیرامیٹر کوانٹم میٹرولوجی پر ایک نقطہ نظر: نظریاتی ٹولز سے کوانٹم امیجنگ میں ایپلی کیشنز تک"۔ طبیعیات کے خطوط A 384, 126311 (2020)۔
https://​doi.org/​10.1016/​j.physleta.2020.126311

ہے [44] جے جے ساکورائی اور جم نپولیتانو۔ "جدید کوانٹم میکانکس"۔ کیمبرج یونیورسٹی پریس۔ (2020)۔ 3 ایڈیشن۔
https://​doi.org/​10.1017/​9781108587280

ہے [45] Luigi Seveso، Valerio Peri، اور Matteo GA پیرس۔ "کوانٹم کشش ثقل کے میدان میں بڑے پیمانے پر سینسنگ تک محدود ہے"۔ طبیعیات کا جرنل A: ریاضی اور نظریاتی 50، 235301 (2017)۔
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8121/​aa6cc5

کی طرف سے حوالہ دیا گیا

جرمین ٹوبار، سائمن ہین، فیبیو کوسٹا، اور میگدالینا زیچ، "نیوٹران کی کشش ثقل سے پابند کوانٹم حالتوں میں بڑے پیمانے پر توانائی کی مساوات"، جسمانی جائزہ A 106 5, 052801 (2022).

مذکورہ بالا اقتباسات سے ہیں۔ SAO/NASA ADS (آخری بار کامیابی کے ساتھ 2023-03-14 13:09:08)۔ فہرست نامکمل ہو سکتی ہے کیونکہ تمام ناشرین مناسب اور مکمل حوالہ ڈیٹا فراہم نہیں کرتے ہیں۔

On Crossref کی طرف سے پیش خدمت کاموں کے حوالے سے کوئی ڈیٹا نہیں ملا (آخری کوشش 2023-03-14 13:09:03)۔

ٹائم اسٹیمپ:

سے زیادہ کوانٹم جرنل