量子重力探测器将使用原子云来测量石油

 作者:侴刎钕     |      日期:2017-04-20 01:33:30
Alex Potemkin / Getty作者:Jennifer Ouellette英国合作开发了一种称为重力仪的量子装置,该装置使用冷原子对重力强度进行超精确测量它可以用于调查石油或矿物,也可能是量子器件新商业领域的开端该设备本质上是LIGO合作用于检测由碰撞黑洞引起的引力波的方法的缩小版本在这种情况下,重力仪使用冷铷原子云作为传感器,感应任何物体产生的引力场强度的细微变化这些原子云被放在一个篮球大小的真空室中,并冷却到80微开尔文 - 几乎不高于绝对零度原子被置于叠加状态,它们同时处于两种状态 - 想想施罗丁格的猫,无论是活着的还是死的 - 直到进行测量然后原子云落下,在自由落体时,用三个激光脉冲斩波这些脉冲作为一种由光线构成的尺子,在云层重新组合之前测量这些关键点的位置,以形成所谓的干涉图案如果你在池塘里丢下两块石头,那么这种模式很像你所看到的那样,它们会产生单独的涟漪交叉并干扰其他在这里,它编码原子云的位置及其路径如果两个原子云以不同的速度下降,则表明下方地面密度发生变化例如,这可能是由于存在油或某些矿物质 “基本上它依赖于这样一个事实:任何质量都会产生一个引力场,可以用非常精确的重力传感器检测到,”伯明翰大学的Kai Bongs说,他帮助开发了这种装置当暴露于任何外部干扰或噪声时,量子效应消失,因此任何量子系统或器件都必须小心屏蔽并冷却到非常低的温度这限制了它们在许多实际应用中的使用但时代在变 “我们开始看到这项技术在商业领域逐渐成熟,”格拉斯玛公司的创始人兼首席执行官格雷姆马尔科姆说道,该公司在格拉斯哥开设了重力仪,并在伯明翰大学开设了一个团队这就是石油和天然气行业对重力仪特别感兴趣的原因它可以成为帮助绘制有价值的石油或矿物沉积物的有力工具,因为更密集的材料将比地下的开口袋具有更强的引力建筑公司可以使用重力仪来定位埋在地下深处的管道,从而防止意外挖掘错误路面的成本用于这种地球物理测绘的现有技术体积庞大且难以使用,并且不像量子重力仪那样灵敏 “这让他们更好地了解了黑社会的未知因素,”邦斯说甚至有一天它可能会用于地震测绘,帮助预测海啸或火山爆发等自然灾害因为它使用激光冷却而不是笨重的低温,重力仪原型只有一立方米 Malcolm说,原则上,应该可以收缩许多组件,如激光器和真空室,以使其更便携 M Squared还在开发一种量子加速度计,可以增强GPS导航功能,抵消恶劣天气的干扰其他潜在的量子装置可能会“看到”不可见的气体 “我认为我们还处于量子技术商业化采用的早期阶段,”马尔科姆说加利福尼亚理工学院的Spyridon Michalakis也认为未来是量子的 “量子物理学是我们今天认为理所当然的许多技术的基础,但直到最近我们才能利用多体系统的量子特性来获得先前技术的疯狂精确,低成本和紧凑的版本像重力仪一样,“他说 “想象一下,在不久的将来会有什么可能,它为我们提供可靠和可扩展的量子计算机,在室温下悬浮的廉价材料,以及通过量子隐形传输以前所未有的安全保证传送量子信息的量子网络”阅读更多:量子模拟器51位是有史以来最大的更多关于这些主题: