• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
3 сентября, 08:40
Evgenia Vavilova
7
4 983

Темные состояния продлили квантовую запутанность в 500 раз

❋ 5.4

Физики впервые экспериментально создали коллективную квантовую запутанность, основанную на темных состояниях. Для этого им пришлось точно настроить резонатор, в котором находились квантовые точки.

Кадр из фильма «Интерстеллар» / © 2014 Warner Bros. Entertainment Inc. and Paramount Pictures Corporation.
Кадр из фильма «Интерстеллар» / © 2014 Warner Bros. Entertainment Inc. and Paramount Pictures Corporation.

Квантово-запутанными считаются частицы, чье квантовое состояние зависимо друг от друга. Изменение одной частицы со скоростью света отразится на другой, как бы далеко они ни находились. Запутанное множество неразличимых частиц обычно оказывается в ярком или темном состоянии, если классифицировать их по взаимодействию с фотонами.

Темные состояния характеризуются почти полной невидимостью для излучаемого света. В этой конфигурации атомы или молекулы не могут поглощать и излучать фотоны. Они слабо взаимодействуют с электрическим полем, живут долго, устойчивы к внешним воздействиям.

Их непросто изучать — часто физики рассчитывают именно на взаимодействие материи с фотонами для исследования характеристик объектов. Стабильность темных состояний делает их перспективными кандидатами для технологий квантовой памяти и создания сверхчувствительных сенсоров.

Группа корейских ученых добилась контролируемого создания коллективной запутанности на основе темного состояния. Она демонстрирует в 500 раз большее время жизни, чем у ярких состояний, поглощающих и излучающих фотоны без проблем. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Создание и поддержание темных состояний долгое время представляли существенные экспериментальные трудности. В новой работе ученые использовали нанорезонатор с тщательно настроенным коэффициентом затухания колебаний. Они настроили систему так, что процессы создания коллективной запутанности между квантовыми точками точно компенсировали ее разрушение.

Во время экспериментов группа смогла сохранить запутанность в темном состоянии в течение 36 наносекунд. Яркие состояния позволяют достичь времени жизни только в 62 пикосекунды. Использование темного варианта продлило время жизни запутанности более чем в 580 раз. В то же время ученые зафиксировали неклассическую группировку фотонов — прямое доказательство формирования темного состояния.

а) Схематическое изображение подвешенного в воздухе дырочного резонатора; b-g) Нормированные спектры (вверху) и кривые корреляции фотонов (внизу) для двух связанных с резонаторами квантовых точек с использованием лазера с непрерывной волной 790 нанометров при различных настройках резонатора. В спектрах мода резонатора и спектрально согласованные квантовые точки аппроксимированы гауссовой (синей) и лоренцевой (красной) кривыми. Синие и желтые заштрихованные области на кривых корреляции — области группировки и антигруппировки / © Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-61629-w

«Эта экспериментальная реализация запутанности в темном состоянии — ранее лишь теоретическая — показывает, что мы можем сохранять квантовые корреляции в течение продолжительного времени, аккуратно управляя потерями в резонаторе. Это открывает новые пути для хранения квантовой информации, изготовления высокоточных сенсоров и технологий сбора энергии на основе квантовых принципов», — пояснил первый автор исследования доктор КюЁн Ким (KyuYoung Kim).

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Евгения Вавилова — научпоп автор, специализирующийся на популярной физике. Выпускница физического факультета, более 10 лет пишет о новейших открытиях в квантовой механике, астрофизике и теоретической физике. Евгения умеет объяснять сложные концепции простым языком и регулярно публикует материалы, основанные на первоисточниках — научных статьях и интервью с исследователями.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
21 октября, 14:25
Юлия Трепалина

Насколько счастливым нужно быть человеку, чтобы это начало благоприятно сказываться на продолжительности жизни? Ученые определили минимальный уровень субъективного ощущения благополучия, или счастья, преодолев который, оно становится фактором, позитивно влияющим на здоровье населения страны.

20 октября, 17:27
Адель Романова

У астрономов появилось возможное объяснение феномену, который обнаружили несколько лет назад: у некоторых карликовых планет и даже астероидов есть кольца, как у газовых гигантов. Ученые предположили, что кольца малых тел формируются благодаря их неправильной форме и, как следствие, неравномерно распределенной гравитации.

21 октября, 13:22
Адель Романова

Новую миссию к Урану, по нынешним планам, нужно запустить в начале 2030-х годов, но зонд к тому времени вряд ли успеют построить и подготовить. Это может оказаться даже к лучшему: ученые обдумывают вариант использования для полета к ледяному гиганту новейшей космической системы Starship, которая сейчас проходит испытания. Она могла бы добраться до Урана на несколько лет быстрее, чем предполагается по классической схеме.

17 октября, 22:00
Любовь С.

В густой оранжевой дымке Титана, где температура опускается до минус 180 градусов Цельсия, происходят невозможные по земным меркам химические реакции: молекула циановодорода (HCN), рожденная в атмосфере из азота, метана и этана, могла сформировать кристаллы, объединяющие вещества противоположной природы.

19 октября, 10:00
Любовь С.

Первый официальный документ, описывающий принцип действий в случае возможного контакта с внеземной цивилизацией, был принят Международной академией астронавтики (IAA) в 1989 году. С тех пор декларацию неоднократно пересматривали, а ее обновленную версию, адаптированную под реалии XXI века, ученые разработали совместно с участниками проекта по поиску инопланетян SETI.

18 октября, 11:06
Evgenia Vavilova

Число несущих их клеток не просто увеличивается, механизм отбора связан с эволюционным преимуществом половых клеток. Узнать об этом помог улучшенный метод секвенирования ДНК.

13 октября, 11:10
Илья Гриднев

Согласно новой гипотезе, сознание возникает не только из-за активности нейронов, но и благодаря физическим процессам — электромагнитным полям от движения жидкости в мозге. Эта модель, как и ее предшественники, пока носит теоретический характер, но предлагает нестандартный взгляд на проблему синхронизации работы разных отделов мозга.

26 сентября, 11:41
ИИМК РАН

Археологи Института истории материальной культуры РАН (ИИМК РАН), при поддержке фонда «История отечества» в ходе раскопок обнаружили на всемирно известной стоянке каменного века Костенки-17 в Воронежской области редчайшие украшения из зубов песца и окаменелой раковины, а также уникальный для этого времени нуклеус из бивня мамонта для снятия заготовок.

7 октября, 11:46
Игорь Байдов

Экспедиционное судно «Эндьюранс» более века называли самым прочным деревянным судном, когда-либо построенным человеком. Но находка, сделанная на дне моря, и изучение старых писем раскрыли неприятную правду. Легендарный «Эндьюранс» Шеклтона вовсе не был непобедимым левиафаном. Напротив, он имел фатальные недостатки, а капитан знал об этом еще до того, как ушел в роковое плавание к берегам Антарктиды.

[miniorange_social_login]

Комментарии

7 Комментариев
Хотел прочитать статью. Но, в самом начале, наткнувшись на перл: "Изменение одной частицы со СКОРОСТЬЮ СВЕТА отразится на другой..." - бросил, далее читать. Автор далёк от понимания феномена запутанности!
"Изменение одной частицы со скоростью света отразится на другой, как бы далеко они ни находились." Это не так работает. Скорость света тут не при чем, и информация не передаётся в принципе.
    -
    1
    +
    Олег, это действительно так, схлопывание волновой функции происходит мгновенно. Я позволяю себе такие выражения, потому что для сравнения состояния частиц уже люди ограничены каналами связи, скорость передачи информации по которым, в свою очередь, ограничена скоростью света. В следующих материалах буду тщательнее выбирать выражения
Чёт я не понял. В заголовке "в 500 раз". В статье сначала 600 раз, потом "более 580"...
-
3
+
Всё понятно, а чего тут непонятного.
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно