光學(xué)原子鐘是測量時間和頻率的最精確工具。不同位置的時鐘之間的精確頻率比較使人們能夠探測基本常數(shù)的時空變化和暗物質(zhì)的特性，進行大地測量并評估系統(tǒng)時鐘偏移。獨立系統(tǒng)的測量受到標準量子極限的限制；對糾纏系統(tǒng)的測量可以超過標準量子極限，達到量子理論允許的極限精度——海森堡極限。盡管局部糾纏操作已經(jīng)在微觀距離上證明了這種增強，但遠程原子鐘之間的比較需要在沒有內(nèi)在相互作用的系統(tǒng)之間快速生成高保真糾纏。
有鑒于此，牛津大學(xué)克拉倫登實驗室物理系B. C. Nichol、R. Srinivas等人報告了使用光子鏈路來糾纏兩個相隔宏觀距離（約 2 m）的88 Sr+離子，以演示糾纏光學(xué)時鐘的基本量子網(wǎng)絡(luò)。對于離子之間的頻率比較，本文發(fā)現(xiàn)糾纏將測量不確定性降低了近2，即海森堡極限的預(yù)測值。
本文采用來自普通674 nm激光器的光來驅(qū)動每個捕獲離子系統(tǒng)（標記為 Alice 和 Bob）中的5S1/2 ? 4D5/2光學(xué)時鐘躍遷（圖 a）。使用422 nm S1/2 → P1/2 躍遷執(zhí)行糾纏生成、多普勒冷卻、狀態(tài)準備和讀出。作者使用來自未糾纏狀態(tài)的數(shù)據(jù)來獲得單離子和雙離子奇偶校驗信號。
本文的網(wǎng)絡(luò)中糾纏生成的高保真度和速度提供了大信號和有效的占空比，這表明糾纏時鐘可以潛在地為計量提供實用的增強功能。
參考文獻
An elementary quantum network of entangled optical atomic clocks
DOI: 10.1038/s41586-022-05088-z
https://doi.org/10.1038/s41586-022-05088-z
