Utilisation de l'interférence photonique pour mesurer le temps ou les effets gravitationnels avec une précision quantique.L'interférence d'horloges quantiques est une technique qui exploite la nature ondulatoire des photons pour mesurer le temps ou les effets gravitationnels avec une précision extraordinaire. Au lieu de simplement compter les ticks, ces horloges tirent parti du fait qu'un photon peut emprunter plusieurs chemins simultanément et interférer avec lui-même. La figure d'interférence est extrêmement sensible à toute différence dans le temps que le photon passe sur chaque chemin, y compris la minuscule dilatation temporelle due à la gravité.
Un photon unique est envoyé dans un interféromètre, où une séparatrice le dirige le long de deux chemins différents. Les chemins sont agencés de manière à subir des potentiels gravitationnels ou des temps de parcours légèrement différents. Lorsque le photon se recombine avec lui-même, la figure d'interférence se déplace en fonction de la différence de temps entre les chemins. En mesurant ce déplacement, on peut déduire la dilatation temporelle gravitationnelle ou synchroniser des horloges distantes avec une précision limitée par la mécanique quantique.
Cette approche pourrait conduire à des horloges portables ultra-précises pour les satellites GPS, les détecteurs d'ondes gravitationnelles et les tests de physique fondamentale, comme la mesure de l'effet de la gravité sur les superpositions quantiques.
Un seul photon peut être utilisé pour mesurer la dilatation temporelle gravitationnelle sur une différence de hauteur de quelques centimètres seulement.
| t | variable | Measurement time — temps second |
| N | variable | Number of particles or events — nombre de particules |
| \propto | opérateur | Indicates proportional relationship — proportionnalité |
| S_E | variable | Euclidean action — action joule second |
| L_E | variable | Euclidean Lagrangian — Lagrangien joule |
| τ | variable | Euclidean time — temps second |
| ∫ | opérateur | Integration over Euclidean time — opérateur intégral |
| dτ | opérateur | Infinitesimal time element — differential element |
| g^(2) | variable | Second-order correlation function — second order correlation function |
| τ | variable | Time argument — temps second |
| Δτ | variable | Time delay — temps second |
| â†(τ) | variable | Creation operator at time τ — creation operator |
| â(τ) | variable | Annihilation operator at time τ — annihilation operator |
| ⟨...⟩ | opérateur | Quantum mechanical expectation value — expectation value |
