Учёные впервые получили квантовую запутанность непосредственно из солнечного света, показав, что для создания запутанных фотонов необязательно использовать дорогие лазеры. Эксперимент провели исследователи из Университета Оттавы и Института науки о свете Общества Макса Планка в Германии. Работа обещает появление более энергоэффективных фотонных квантовых технологий, поскольку традиционные системы генерации запутанных состояний требуют мощных лазеров.
Выбираем лучшие игровые ноутбуки на российском рынке (вторая половина 2026 года)
Сравнительный тест камер флагманских смартфонов (2026): итоги
Снято в Голливуде? Почему Стэнли Кубрик физически не смог бы подделать лунную походку
Лучший процессор под DDR4 в 2026 году: AM4 против LGA 1700
Обзор беззеркальной камеры Sony Alpha 7 V: эволюция с человеческим лицом
Топ-10 смартфонов до 10 тысяч рублей (2026 год)
Компьютер месяца — август 2026 года
В основе эксперимента лежал процесс спонтанного параметрического рассеяния света (SPDC), при котором фотон накачки в нелинейном кристалле превращается в пару фотонов с взаимосвязанными квантовыми состояниями (запутанностью). Традиционно в качестве источника накачки применяют когерентные лазеры, так как считалось, что высокая пространственная и временная когерентность необходима и обязательна для формирования запутанности. Обычный солнечный свет не когерентен и фотоны в нём хаотичны как по направлению, так и по длине волны. Найти в таком свете пару для запутывания — напрасный труд, считало большинство физиков.
Поставившие новый эксперимент физики отчасти с этим были согласны, но были уверены, что даже у фотонов некогерентного света можно найти нечто общее и это поляризация — сохранение определённого порядка колебаний электрического поля в выбранном направлении. И у них всё получилось.
Ключевым инженерным решением стала установка для концентрации рассеянного солнечного излучения до интенсивности, достаточной для работы с микроскопическим нелинейным кристаллом. Для этого команда создала стеклянный солнечный концентратор конической формы. Система собирала свет с площади около 1,4 м2 через крупную линзу Френеля, затем направляла его в оптическое волокно толщиной примерно с человеческий волос и фокусировала на кристалл. Эксперимент на заднем дворе одного из кампусов проводился с системой слежения за Солнцем, которая гарантировала стабильное поступление потока света в оптический тракт.
Исследователи получили состояние фотонов с приближением около 94 % к идеальному запутанному состоянию, а измеренные корреляции нарушали неравенства Белла, что подтверждает их квантовую природу и невозможность объяснить явление классической физикой. В перспективе технология может найти применение в квантовой связи, например для спутниковых систем распределения ключей шифрования, где солнечный свет уже доступен в космосе и позволит уменьшить массу и энергопотребление оборудования за счёт отказа от лазеров накачки.
Также это открывает возможность для квантовых экспериментов вне лабораторий с дорогим оборудованием, что расширит вовлечённость в эту науку специалистов и даже любителей. Первые настольные компьютеры появились в гаражах. Почему бы там не появиться первым квантовым настольным компьютерам?
Добавить комментарий