В Колорадо (США) реализуется научный проект по созданию специализированной подземной лаборатории на глубине 1,5 км для квантовых исследований — Colorado Underground Research Institute (CURIE). Базой для нее станет экспериментальная шахта Эдгара (Edgar Mine), известная золотоностная и сереброносная шахта, которой уже более 100 лет. Ее переоборудуют в исследовательскую площадку.
Читайте также
IP-токены: авторские права выходят на блокчейн
Основная идея проекта – использование геологического экрана для снижения уровня фонового излучения и электромагнитных помех. Именно эти факторы затрудняют проведение экспериментов с квантовыми системами, в которых стабильность и точность измерений напрямую зависят от внешней среды. Размещение лаборатории на глубине позволяет изолировать оборудование от влияния космических лучей и радиочастотного шума. Такая защита особенно актуальна для продления времени когерентности кубитов (элементарных единиц квантовой информации, аналог бита). Время когерентности — это период, в течение которого кубит сохраняет квантовое состояние до того, как оно нарушается из-за внешних воздействий (декогеренции). Удлинение этого времени позволяет выполнять более сложные и точные вычисления в квантовых системах. Поэтому подземные условия потенциально позволяют проводить более стабильные эксперименты, измерять слабые сигналы и тестировать квантовые сенсоры.
Несмотря на защиту от внешнего шума, в подземной среде свои потенциальные источники помех — естественная радиация. Даже слабое фоновое излучение может вызывать декогеренцию квантовых состояний, снижая точность вычислений и надёжность работы квантовых систем.
CURIE — не единственный проект, реализующий «подземный» подход. В мире существует несколько аналогичных объектов для очень точных исследований в условиях низкого фонового излучения. Это — Национальная лаборатория Гран-Сассо (Laboratori Nazionali del Gran Sasso, Италия) — крупнейшая подземная лаборатория в мире под горным массивом Гран-Сассо. Она используется не только для квантовых измерений, но и для нейтринных и астрофизических экспериментов. Похожую роль играет SNOLAB (Канада) — лаборатория на глубине около 2 км в никелевой шахте. Благодаря исключительной радиационной изоляции, она идеально подходит для работы с квантовыми сенсорами и сверхчувствительной электроникой. Среди самых изолированных объектов выделяется Китайская подземная лаборатория в горах Цзиньпин (China Jinping Underground Laboratory, Китай) — самая глубокая из подобных лабораторий (более 2,4 км под землёй), с минимальным уровнем фонового шума.
Все эти примеры показывают, что создание подземных лабораторий — необходимость. В ряде направлений физики высокой точности можно достичь не столько за счёт совершенствования приборов, сколько благодаря исключению внешних помех.
Меню 
Поиск 
Знания 
События 
Новости