量子物理学能否帮助印度日益恶化的水危机？
作为世界上最大的地下水提取国，印度正在寻求量子重力仪技术来实时监测和管理地下水运动。
找到解决印度日益恶化的水危机的方法至关重要。研究人员正在寻求新技术的帮助。
如果你看一下 地球上最缺水的国家的地图 ，印度会被染成不祥的红色。与北非和中东臭名昭著的干燥国家颜色相同。
然而，与其他水资源紧张的国家不同，印度是全球农业强国，水资源危机正将数百万人的生命和生计置于危险之中。
但量子物理学的进步会成为答案的一部分吗?
澳大利亚国立大学物理研究所的西蒙海恩博士说：“这听起来像是科幻小说，但像原子同时存在于两个地方这样的事情可以有非常实际的应用。”
一种这样的应用是更精确地测量重力。
“在地球上，重力因地而异，变化很小，准确的测量部分取决于你下面的东西。”
这与水有什么关系?
海恩博士说，测量地球表面引力场的变化是目前用于寻找地下水和矿藏的一种方法。 但是这些方法并不像它们应该的那样准确。
“现有的测量重力的设备，称为重力仪，其工作方式类似于浴室秤使用弹簧的方式，”他说。
“这些设备很好，但校准可能会失败。这意味着你可以在同一位置获得两个不同的读数，这与引力场的实际变化无关。”
海恩博士和他的同事约翰·克洛斯教授没有使用弹簧来测量重力，而是计算原子。在他们位于 ANU 的实验室中，他们使用了一台原子重力仪，其精度非常高，可以测量有人走进房间引起的重力变化。
作为世界上最大的地下水提取国，印度正在寻求这项技术来实时监测和管理地下水的运动。
为此，他们需要以如此精确的尺度测量重力，以使单个原子的位置变得相关。
但由于量子力学的古怪性质，用单个原子以这种精度水平测量重力是很棘手的。这是因为一个原子可以同时在两个地方，而且它的位置在被测量之前是无法确定的。导致信号模糊或嘈杂。
量子纠缠可以帮助克服这一限制。
“当原子纠缠在一起时，它们会合谋重新排列自己，这种方式对单个原子的排列方式来说随机性要小得多，”海恩博士说。
“通过引入量子纠缠，我们可以将原子重力仪的灵敏度提高多达 1000 倍。”
Haine 博士和 Close 教授已获得澳大利亚政府的澳印战略研究基金 (SRF) 资助，用于开发量子重力仪。为此，他们将与浦那印度科学教育与研究所的研究人员合作;印度科学教育与研究所，博帕尔;和昆士兰大学。
作为此次合作的一部分，印度的同事计划在现场部署该设备，以准确监测地下水的运动。这样可以更好地管理地下水资源，这是印度水资源危机恶化的一个重要因素。
监测地下水并不是当今量子技术的唯一实际应用。随着转向零碳技术的步伐加快，寻找这些技术所需的稀土矿物的更准确方法变得越来越重要。
海恩博士说，量子重力测量只是量子物理学的进步如何推动新的增长行业的一个例子。
“在某些应用中，人们绝对会花很多钱来非常精确地测量重力，”他说。
“这项技术并不像你想象的那么遥远。”
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