Ученые из Оксфордского университета разработали метод генерации самого короткого из когда-либо однофотонных импульсов путем устранения интерференции квантовой запутанности. Этот эксперимент разбивает предыдущий рекорд для самого короткого однофотонного импульса; Оксфордский фотон в 50 раз короче. Хотя это звучит довольно круто, о чем весь этот шум? Как эти крошечные частицы электромагнитной волны могут быть полезны? В двух словах: квантовые вычисления, И в дополнительных трех словах: квантовая спутниковая связь…
Квантовая запутанность - сложная ситуация, которую можно выразить словами. В двух словах: если фотон поглощается материалом определенного типа, два фотона могут быть переизлучены. Эти два фотона имеют более низкую энергию, чем исходный фотон, но они испускаются из одного источника и, следовательно, запутанными, Эта запутанная пара неразрывно связана; независимо от расстояния они разнесены. Если квантовое состояние одного из них будет изменено, другое будет испытывать это изменение. Теоретически, независимо от того, как далеко эти фотоны отделены друг от друга, квантовое изменение одного будет сообщаться другому. немедленно, Эйнштейн назвал это квантовое явление «жуткое действие на расстоянииИ не верил, что это возможно, но эксперимент доказал обратное.
Так, в недавней публикации оксфордская группа пытается удалить запутанное состояние фотонов, этот эксперимент не об использовании этого «пугающего действия», а о том, чтобы избавиться от него. Это необходимо для устранения помех, возникающих при обнаружении одной из фотонных пар. Как только один из близнецов обнаружен, квантовое состояние другого изменяется, загрязняя сигнал. Если этот эффект может быть удален, то могут генерироваться очень короткие периоды «чистых» фотонов, что предвещает новый этап квантовых вычислений. Если ученые имеют в своем распоряжении совершенно определенные, идентичные одиночные фотоны, очень точная информация может быть передана без вмешательства со стороны причудливой природы квантовой физики.
“Наша техника сводит к минимуму последствия этого запутывания, позволяя нам готовить одиночные фотоны, которые являются чрезвычайно последовательными и, насколько нам известно, имеют самую короткую длительность из всех когда-либо генерируемых фотонов. Это не только увлекательное понимание фундаментальной физики, но точная синхронизация и непротиворечивые атрибуты этих фотонов также делают их идеальными для создания фотонных квантовых логических вентилей и проведения экспериментов, требующих большого количества одиночных фотонов.«. - Питер Мосли, со-исследователь, Оксфордский университет.
В блоге Оксфордского университета, в котором сообщается об этой новости, подчеркивается, насколько полезны эти регламентированные фотоны для квантовых вычислений. Квантовая связь в космосе также может быть одним из главных факторов. Представьте, что посылаете импульсы квантово-идентичных фотонов через космос, сначала на спутники, а затем через межпланетное пространство. У космических ученых будет чрезвычайно мощный ресурс, поэтому данные можно отправлять через вакуум, зашифрованный небольшим количеством фотонов, не поддающийся расшифровке для всего, кроме пункта назначения…
Источник: Оксфордский университет
