Главная Новости Ученые разработали новый метод квантового запутывания фотонов

Институт Макса Планка запутывает фотоны

Физики из Института Макса Планка разработали новый метод квантового запутывания фотонов и продемонстрировали его, запутав рекордное количество частиц света.

Этот метод может стать технологическим решением для создания квантовых компьютеров, пишет Альтернативная наука.

Квантовая запутанность - явление, которое для повседневного наблюдателя кажется невозможным. По сути, частицы могут настолько переплетаться между собой, что их уже невозможно описать по отдельности, а изменение фотонов и их свойств мгновенно вызывает ответную реакцию «партнеров», независимо от того, насколько далеко друг от друга они могут находиться.

Последствия такого явления беспокоили даже Эйнштейна, который назвал его "жутким действием на расстоянии".

Как бы контринтуитивно это ни звучало, квантовая запутанность была экспериментально продемонстрирована в течение десятилетий. Это явление даже лежит в основе новых коммерческих технологий, таких, как квантовые компьютеры, где запутанные частицы могут использоваться в качестве квантовых битов (кубитов), которые хранят и обрабатывают информацию.

Для наилучшей работы необходимо создавать большие группы частиц и запутывать их вместе, но сделать это непросто.

Поэтому в новом исследовании ученые из Института Макса Планка изучили более надежный метод квантовой запутанности и использовали его для успешного запутывания 14 фотонов - самой большой группы фотонов в настоящее время.

В Институте Макса Планка разработали новый метод запутывания элементарных частиц

Команда начала с одного атома рубидия, пойманного в оптическую ловушку, которая отражает электромагнитные волны по определенной схеме.

Атом облучается лазером на определенной частоте, предопределяя ему необходимые свойства. Затем на него направляется другой управляющий импульс, заставляя атом испусткаь фотон, спутанный с атомом.

Данный процесс повторяется, причем атом рубидия поворачивается между излучениями каждого фотона, пока не получается цепочка фотонов, запутанных друг с другом. Эффективный процесс, в ходе которого производится один фотон на каждые два лазерных импульса. КПД — 43%.

 

Если вы давно следите за квантовыми рекордами, то 14 запутанных частиц может показаться не таким уж большим количеством - в предыдущих экспериментах ученым удалось запутать буквально триллионы атомов.

Но мы не сможем использовать подобную систему для квантовых коммуникаций или компьютеров. Фотоны гораздо проще производить и использовать в повседневных технологиях, а ее эффективность должна зависеть от нашей способности масштабировать производство фотонов.

Для этого, по словам команды, следующим шагом должны стать эксперименты с использованием как минимум двух атомов в качестве независимых источников.

Исследование было опубликовано в журнале Nature.