Фізики з Інституту Макса Планка розробили новий метод квантового заплутування фотонів і продемонстрували його, заплутавши рекордну кількість частинок світла.
Цей метод може стати технологічним рішенням для створення квантових комп'ютерів, пише Альтернативна наука.
Квантова заплутаність - явище, яке для повсякденного спостерігача здається неможливим. По суті, частинки можуть настільки переплітатися між собою, що їх уже неможливо описати окремо, а зміна фотонів та їхніх властивостей миттєво викликає відповідну реакцію "партнерів", незалежно від того, наскільки далеко одна від одної вони можуть перебувати.
Наслідки такого явища турбували навіть Ейнштейна, який назвав його "моторошною дією на відстані".
Як би контрінтуїтивно це не звучало, квантова заплутаність була експериментально продемонстрована протягом десятиліть. Це явище навіть лежить в основі нових комерційних технологій, таких, як квантові комп'ютери, де заплутані частинки можуть використовуватися як квантові біти (кубіти), що зберігають і обробляють інформацію.
Для найкращої роботи необхідно створювати великі групи частинок і заплутувати їх разом, але зробити це непросто.
Тому в новому дослідженні вчені з Інституту Макса Планка вивчили надійніший метод квантової заплутаності та використали його для успішного заплутування 14 фотонів - найбільшої групи фотонів на даний час.
Команда почала з одного атома рубідію, спійманого в оптичну пастку, яка відбиває електромагнітні хвилі за певною схемою.
Атом опромінюється лазером на певній частоті, зумовлюючи йому необхідні властивості. Потім на нього спрямовується інший керуючий імпульс, змушуючи атом випускати фотон, сплутаний з атомом.
Цей процес повторюється, причому атом рубідію повертається між випромінюваннями кожного фотона, поки не виходить ланцюжок фотонів, заплутаних один з одним. Ефективний процес, під час якого виробляється один фотон на кожні два лазерні імпульси. ККД - 43%.
Якщо ви давно стежите за квантовими рекордами, то 14 заплутаних частинок може здатися не такою вже й великою кількістю - у попередніх експериментах ученим вдалося заплутати буквально трильйони атомів.
Але ми не зможемо використовувати подібну систему для квантових комунікацій або комп'ютерів. Фотони набагато простіше виробляти і використовувати в повсякденних технологіях, а її ефективність має залежати від нашої здатності масштабувати виробництво фотонів.
Для цього, за словами команди, наступним кроком мають стати експерименти з використанням щонайменше двох атомів як незалежних джерел.
Дослідження було опубліковано в журналі Nature.
