Logo
Cover

Физики из Института Макса Планка разработали эффективный метод создания квантовой запутанности между фотонами и продемонстрировали его на рекордно большом количестве частиц света. Их открытие может способствовать развитию квантовых компьютеров и коммуникации.

Квантовая запутанность — парадоксальный феномен, при котором частицы образуют такую связь, что их невозможно больше описать по-отдельности, а изменение определенного свойства одной частицы влечет за собой мгновенное изменение в другой, вне зависимости от разделяющего их расстояния. Явление это было многократно подтверждено в экспериментах и служит основой для новых технологий, таких как квантовые компьютеры, где запутанные частицы используются как квантовые биты информации.

Для улучшения технологии необходимо создавать большие группы запутанных частиц, но это непросто. Ученые из Института Макса Планка (Германия) воспользовались более надежным методом, позволившим запутать 14 фотонов — рекордное на сегодня количество, сообщает New Atlas.

Для начала они взяли атом рубидия, поймали его в оптическую ловушку, которая распространяет электромагнитные волны по определенным паттернам. Затем в атом направили лазерный луч заданной частоты, который поменял свойства рубидия. После этого был запущен еще один, контрольный импульс, который заставил атом выделить фотон, запутанный с атомом. Процесс повторялся несколько раз, при этом атом вращался между каждой эмиссией фотонов, пока вся цепочка выпущенных фотонов не оказалась запутанной между собой.

Разработанный метод намного эффективнее, чем существующие, поскольку позволяет получчать фотоны с большей вероятностью — более чем в 43% случаев — или почти один фотон на каждый два лазерных импульса.

В прошлом ученым уже удавалось запутать гораздо больше частиц, например, триллионы атомов в облаке газа. Но использовать такой подход для квантовой коммуникации или вычислений нельзя. Фотоны намного проще получать и применять в современных технологиях, а большая производительность нового метода позволяет относительно легко нарастить их производство.

Следующий эксперимент ученые проведут с двумя или более атомами в качестве источника фотонов, пообещали они.

Недавно китайские ученые сообщили о новом шаге в разработке квантовых систем коммуникации. Они продемонстрировали эффективность квантовой запутанности между двумя устройствами памяти, расположенными в 12,5 км друг от друга в городской черте.