Программа iqClock является детищем физиков Florian Schreck из University of Amsterdam (UVA) и Yeshpal Singh из University of Birmingham.

Фото:  Входной сигнал (синяя стрелка) представляет собой непрерывный поток ультрахолодных атомов стронция; выход (красная стрелка) представляет собой лазерный луч с частотой высокой точности, используемый в качестве эталона для оптических часов. (Universiteit van Amsterdam)

Консорциум возник после того, как исследователи решили совместно работать,  преследуя общую цель: улучшить и упростить сверхточные оптические атомные часы. Такие часы уже существуют в некоторых лабораториях; они могут обеспечивать точность порядка 1 части на 10¹⁵, или около одной секунды в течение 14 миллиардов лет Вселенной. Тем не менее, эти лабораторные часы имеют два основных недостатка – они чрезвычайно сложны в создании и, кроме того, большие, тяжелые и не очень надежные. Schreck и Singh намеревались создать консорциум европейских университетов и предприятий с целью сделать сверхточные оптические атомные часы доступными для общества.

Как показали последние события, оптические атомные часы могут быть упрощены. В используемых сегодня оптических часах, атомные вибрации устанавливают очень точную частоту, которая после этого возвращается к лазеру. Настройка частоты лазера по новому варианту состоит в том, что вибрирующие атомы сами формируют лазерный луч. Эту конструкцию уже окрестили как superradiant лазер. Другими словами, когерентность лазера “хранится” в зоне усиления лазера, а не в самом световом поле.

Двойное использование одних и тех же атомов должно значительно облегчить построение оптических атомных часов, так как атомы обеспечивают свет, который не только очень стабилен, но и автоматически имеет правильную частоту.

Не смотря на то, что конструкция часов superradiant на сегодняшний день не осуществлена, главный элемент – непрерывный источник ультрахолодных атомов стронция, был создан командой Флориана Шрека. В то же время, Йешпал Сингх сделал конкретные предложения по разработке компактных промышленных оптических атомных часов высокой надежности.

Однако превращение научной концепции в рабочие часы – это длительный процесс, требующий тесного сотрудничества между наукой и промышленностью. Шрек, Сингх и Кай Бонгс, физик Бирмингема и директор Национального центра датчиков и метрологии Великобритании, решили объединиться с большой группой коллег из Торуна, Копенгагена, Вены и Инсбрука, чтобы реализовать данный проект.
Компании Teledyne e2v, Chronos, and British Telecom в Великобритании, Toptica в Германии, NKT Photonics в Дании, и Acktar в Израиле проявили заинтересованность в развитии проекта – было принято решение о создании широкого европейского исследовательского консорциума с целью продвижения оптических часов на рынок. Впоследствии консорциум был профинансирован как один из первых проектов в рамках флагманской инициативы по квантовым технологиям – широкой 10-летней программы, финансируемой Европейским Союзом на сумму в один миллиард евро. Из этого бюджета консорциум iqcl consortium финансировался в течение трех лет на общую сумму 10 миллионов евро.

Цель консорциума – сделать оптические часы компактными, передвижными, чтобы к концу 10-летней программы они могли использоваться, например, в спутниках. Это непростой процесс, но преимущества огромны. После того, как новые часы стали бы обычным явлением, их можно было бы использовать для увеличения точности навигационной системы до масштаба сантиметров, что произвело бы революцию в том, как мы измеряем землю.

В астрономии атомные часы используются для синхронизации телескопов по всей планете. Передвижные оптические часы также могут быть полезны для обнаружения гравитационных волн с помощью спутников, которые находятся в нескольких тысячах километров друг от друга.

Более практичное применение заключается в лучшей синхронизации телекоммуникационных сетей, повышении их производительности. И, конечно, когда новые технологии станут доступны в широком масштабе, промышленность неизбежно найдет новые способы их использования.