• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
3 сентября, 08:40
Evgenia Vavilova
7
5,0 тыс

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
27 ноября, 20:20
Максим Абдулаев

Японские биологи повторили античную технологию производства вина из изюма, чтобы выяснить механизм его брожения. Исследователи показали, что сушеный виноград, в отличие от свежего, накапливает на поверхности дикие дрожжи и способен превращать воду в алкоголь без внесения дополнительных заквасок.

27 ноября, 11:05
Игорь Байдов

Долгое время ученые полагали, что сотни гигантских статуй на острове Пасхи создали представители местной общины под руководством одного вождя. Однако авторы нового исследования поставили эту гипотезу под сомнение. Детальная трехмерная карта главного каменного карьера острова указала на более сложную картину. Вероятно, монументы были плодом творчества и соперничества небольших независимых групп.

26 ноября, 12:39
Игорь Байдов

Что стало настоящим фундаментом власти — умение обрабатывать землю или контроль над некоторыми культурными растениями? Авторы нового исследования пришли к выводу, что появление первых крупных сообществ и государств зависело не от земледелия в целом, а от выращивания определенных злаков. Эти культуры было легко хранить и, еще важнее, невероятно просто облагать налогом, что и дало толчок появлению цивилизации.

27 ноября, 20:20
Максим Абдулаев

Японские биологи повторили античную технологию производства вина из изюма, чтобы выяснить механизм его брожения. Исследователи показали, что сушеный виноград, в отличие от свежего, накапливает на поверхности дикие дрожжи и способен превращать воду в алкоголь без внесения дополнительных заквасок.

21 ноября, 10:02
ПНИПУ

Так называемые зумеры и альфа, несмотря на молодой возраст, уже формируют ключевые поведенческие и потребительские тренды. Ученые Пермского Политеха рассказали, почему обозначение поколений начали с конца алфавита, как альфа и зумеры отличаются в способности к терпеливости, совмещении цифрового и реального «Я», подходу к профессиональной деятельности и отношении к финансам, какое мышление пришло на смену клиповому и как использование искусственного интеллекта повлияет на авторитет родителей.

26 ноября, 16:18
ФизТех

Коллектив российских ученых из МИРЭА — Российского технологического университета, Центра фотоники двумерных материалов МФТИ, Института металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН и ряда других ведущих научных центров провел глубокое исследование кристаллической структуры широко используемых пьезоэлектрических материалов на основе цирконата-титаната свинца. Используя метод рентгеноструктурного анализа, исследователи впервые смогли в деталях установить, как небольшие химические добавки кардинально меняют фазовый состав керамики и напрямую определяют ее электрофизические характеристики. Это открывает путь к целенаправленному дизайну «умных» материалов с заранее заданными свойствами для передовой электроники и сенсорики.

20 ноября, 13:12
Полина Меньшова

Человеческие языки разнообразны, но это разнообразие ограничивается повторяющимися закономерностями. Пытаясь описать правила, которым подчиняются различия в грамматике, лингвисты сформулировали ряд так называемых грамматических универсалий — утверждений, предположительно верных для всех или большинства языков мира. Международная команда ученых провела статистический анализ на материале 2430 языков и обнаружила, что соответствующими действительности можно считать около трети таких утверждений.

8 ноября, 18:29
Адель Романова

По расчетам, большинство «гостей» из других звездных систем летят к Земле примерно со стороны созвездия Геркулес. Скорее всего, они время от времени падают на нашу планету, просто мы еще не научились это замечать. Как удалось вычислить, чаще всего они должны падать зимой и где-то в окрестностях экватора.

12 ноября, 10:47
Максим Абдулаев

Ученые открыли новый, ранее неизвестный способ передвижения бактерий по поверхностям, для которого не нужны жгутики. Эти микроорганизмы на краю колонии переваривают сахара, выделяют метаболиты и создают осмотическое давление. Оно вызывает микроскопическое «цунами», и на нем бактерии катятся вперед.

[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