Вчені з Оксфордського університету розробили метод генерування найкоротшого колишнього однофотонного імпульсу, усуваючи перешкоди квантового заплутування. Цей експеримент розбиває попередній запис за найкоротший однофотонний імпульс; фотон Оксфорда в 50 разів коротший. Хоча це звучить досить круто, у чому вся суєта? Як ці крихітні електромагнітні частинки хвиль можуть бути корисними? У двох словах: квантові обчислення. І ще трьома словами: квантовий супутниковий зв’язок…
Квантове заплутування - це складна ситуація, яку можна скласти словами. Якщо коротко: якщо фотон поглинається типом матеріалу, два фотони можуть бути повторно випромінені. Ці два фотони мають меншу енергію, ніж вихідний фотон, але вони випромінюються з одного і того ж джерела і тому заплутався. Ця заплутана пара нерозривно пов'язана; незалежно від відстані, на яку вони розділені. Якщо квантовий стан однієї зміниться, інший зазнає цю зміну. Теоретично, незалежно від того, наскільки віддалені ці фотони, квантова зміна однієї волі передається другій миттєво. Ейнштейн назвав це квантове явище "моторошна дія на відстаніІ не вірили в це можливо, але експеримент довів інше.
Так, в останній публікації Оксфордська група намагається усунути заплутаний стан фотонів, цей експеримент не полягає у використанні цього «моторошного дії», а щоб його позбутися. Це для усунення перешкод, викликаних при виявленні однієї з пар фотонів. Після виявлення одного з близнюків квантовий стан другого змінюється, забруднюючи сигнал. Якщо цей ефект можна усунути, можна створити дуже короткі «чисті» фотони, оголосивши нову фазу квантових обчислень. Якщо вчені мають у своєму розпорядженні дуже певні однакові фотони, точну інформацію можна переносити без жодних втручань у химерну природу квантової фізики.
“Наша техніка мінімізує ефекти цього заплутування, дозволяючи нам підготувати поодинокі фотони, які є надзвичайно послідовними і, наскільки нам відомо, мають найкоротшу тривалість будь-якого фотона, який коли-небудь генерувався. Це не тільки захоплююче розуміння фундаментальної фізики, але точні терміни та послідовні атрибути цих фотонів також роблять їх ідеальними для побудови фотонних квантових логічних воріт та проведення експериментів, що вимагають великої кількості одиничних фотонів. " - Пітер Мослі, співавтор Оксфордського університету.
У блозі Оксфордського університету, що повідомляє про цю новину, підкреслюється, наскільки ці регламентовані фотони будуть корисними для квантових обчислень, а квантові комунікації в космосі також можуть стати головним благодійником. Уявіть, що спочатку імпульси квантово-ідентичних фотонів надходять у космос, до супутників, згодом через міжпланетний простір. Космічні науковці матимуть надзвичайно потужний ресурс, тому дані можуть надсилатися за допомогою вакууму, зашифрованого у невеликій кількості фотонів, нерозбірливого для всього, окрім місця призначення…
Джерело: Оксфордський університет
