Ученые Российского квантового центра «распутали» запутавшиеся фотоны
13 октября 2015
Фото: РКЦ
Квантовая запутанность — феномен,при котором состояния двух или нескольких объектов – атомов, фотонов, ионов – оказываются связаны. Это явление, в частности, играет важную роль в системах защищенной квантовой связи – такие системы полностью исключают возможность незаметной «прослушки». Однако запутанные состояния очень хрупки, они легко разрушаются при передаче из-за помех. Создание запутанности тоже непростой процесс, который требует сложных экспериментальных установок. Поэтому возможности передачи квантовой информации сильно ограничены – существующие установки позволяют передать данные на расстояние не более 100 километров.
Ученые Российского квантового центра провели серию экспериментов, «в результате которого им удалось восстановить уровень квантовой корреляции между импульсами света в двух оптических волокнах, которая была почти полностью разрушена после прохождения через канал с 20-кратными оптическими потерями. Это соответствует уровню потерь в 65 километрах обычного оптоволоконного кабеля», говорится в сообщении.
В ходе эксперимента ученые «обстреливали» пиросекундными импульсами света, генерируемые титаново-сапфировым лазером, кристалл титанил-фосфата калия. В кристалле рождались запутанные пары фотонов, которые ученые отправляли в два разных оптических канала, причем в одном из них свет подвергался 20-кратному ослаблению с помощью затемненного стекла - в результате уровень запутанности падал почти до нуля. После этого световой импульс в канале смешивали со «вспомогательным» одиночным фотоном на светоделительной пластине, что должно было усилить сигнал до той мощности которая было до ослабления. На одном из выходов светоделителя ставился детектор одиночных фотонов. Если детектор «щелкал», это означало, что фотон как вошел в светоделитель, так и вышел.
Состояние второго входного импульса светоделителя – того самого, который составляет часть запутанного состояния – в силу парадоксальных свойств квантовой интерференции меняется в сторону «усиления» его квантовых свойств, говорится в сообщении. Это явление, которое было открыто группой Львовского еще в 2002 году, получило название «квантового катализа», потому что «вспомогательный» фотон, как химический катализатор, сам в реакции не участвует, но меняет состояние света в другом канале. В работе 2015 года это явление оказалось важным:
«В то время это явление выглядело не более чем курьезным феноменом, каковых в квантовой физике множество. Теперь же оказалось, что оно имеет важное практическое применение — оно позволяет восстановить запутанность квантовых состояний света», - приводится в пресс-релизе объяснение Львовского.
Руководитель научной группы оценивает научный результат как шаг к созданию квантового повторителя — устройства, которое способно восстанавливать потери квантовой информации при передаче по оптоволоконным линиям связи, что в перспективе позволит создать глобальные системы передачи квантовых данных и снимет ограничения для квантовой криптографии.
- 25 марта 2024 В мире будет расти глобальная конкуренция за обладание редкоземельным сырьем — Андрей Шевченко
- 21 марта 2024 Ассоциация РМ и РЗМ и Национальная ассоциация производителей источников тока «РУСБАТ» заключили соглашение о сотрудничестве Новости 21 марта 2024
- 19 марта 2024 Руслан Димухамедов выступил на III отраслевой конференции «Редкие и редкоземельные металлы»
- 18 марта 2024 Журнал «Редкие земли» на заседании Горного совета Северо-Западного федерального округа
- 18 марта 2024 Горнорудный дивизион Росатома расширяет выпуск редкоземельной продукции. При участии СМЗ выплавлен первый слиток металлического тантала
- 15 марта 2024 Соликамск отметил день рождения магниевого завода
- 7 марта 2024 III Отраслевая конференция «Редкие и Редкоземельные металлы»
- 2 марта 2024 Владимир Путин поручил нацелить геологоразведку на поиск редкоземельных материалов и другого сырья для экономики
- 16 февраля 2024 Замминистра ответил на вопросы журнала Редкие земли
- 15 февраля 2024 Андрей Андрианов о запуске в России производства постоянных редкоземельных магнитов
- 15 февраля 2024 Ключевые успехи российской промышленности представили на выставке-форуме «Россия»
- 13 февраля 2024 Дойти до конца цепочки
- 12 февраля 2024 Журнал «Редкие земли» на Торжественном вечере, посвящённом 300-летию Российской академии наук
- 7 февраля 2024 «Нет ничего выше и прекраснее, чем давать счастье многим людям», — Людвиг ван Бетховен.
- 22 января 2024 «ПУШКИНСКИЙ ВЕЧЕР» в Усадьбе Салтыковых-Чертковых