斯坦福大学的研究人员证明网络节点之间的空间分布纠缠提供了更好的随网络规模的扩展。一个共享的量子非破坏（QND）测量将一个时钟网络纠缠在一起，最多可有四个节点。与没有空间分布纠缠的网络相比，该网络提供了高达4.5 分贝的精度，与工作在量子投影噪声极限（QPN）下的传感器网络相比，提高了11.6 分贝。他们还展示了该方法在原子钟和原子干涉仪协议中的通用性。该成果于11月23日发表在《自然》杂志上。
量子传感器用于精确计时、场传感和量子通信。例如，这些传感器的分布式网络之间的比较能够使不同位置的时钟同步。传感器网络的性能受到技术挑战以及与用于实现网络的量子态相关的固有噪声的限制。对于每个节点只存在空间局域纠缠的网络，网络的噪声性能最多只能随节点数的平方根而提高，而网络节点之间的空间分布纠缠则有望突破这一局限，提供更好的网络规模的扩展性。
在斯坦福大学的工作中，研究人员展示了一个噪声低于QPN极限的空间分布式多模原子钟网络。在进行空间分布的QND测量以纠缠这些模的自旋之前，依赖于速度的拉曼跃迁产生多达四个空间模（每个模与相邻模分开约20 μm）。这种纠缠提高了相同时钟网络中频率比较的精度，每个时钟包含45,000个原子。一个模式纠缠的四模式网络的噪声比比同等模式的自旋压缩态网络的噪声低4.5(0.8) 分贝，比工作在QPN极限下的相干自旋态网络的噪声低11.6(1.1) 分贝（括号中的数字代表一个标准差）。最后，他们利用了一个 2节点网络演示了一种纠缠差分原子干涉仪。
在未来，可能通过光子链接和共享探针光的分布式空腔阵列共享一个共同的QND测量，将实现长距离的纠缠和贝尔测试。将这种方法应用于压缩光钟将进一步推动时间和重力的精确测量的极限。同时，安全时间传递和量子通信中的应用也可以从分布式纠缠态中获益，因为窃听者无法通过单独观察一个时钟来推断出相关关系。例如，由一个网络节点上的旋转所编码的信息只有通过所有节点的集体测量才能被检测到。最后，原子干涉仪协议在技术上对未来高性能重力梯度传感器、为引力波探测和暗物质搜索而设计的差分配置是有用的。
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