8 августа, 11:11
Evgenia Vavilova
768

Оптики создали запутанные фотоны с помощью солнечного света

❋ 5.6

В состоянии квантовой запутанности некоторые параметры частиц оказываются жестко связаны. Если спин одного запутанного фотона направлен в одну сторону, а второго — в противоположную, то если изменится спин первого, то у второго этот показатель тоже перевернется.

Ченг Ли и экспериментальная установке в поле. Генератор запутанности находится в коробе, изолированном черной тканью / © Jasvinder Brar, Max Planck Institute for the Science of Light
Ченг Ли и экспериментальная установке в поле. Генератор запутанности находится в коробе, изолированном черной тканью / © Jasvinder Brar, Max Planck Institute for the Science of Light

Ученые в основном используют лазеры для запутывания частиц. Лазеры — высокотехнологичные устройства с высоким энергопотреблением. Ученые ищут способы запутывать частицы с низким энергопотреблением. Это помогло бы масштабировать использование технологии.

Группа ученых смогла запутать фотоны с помощью солнечной энергии. Детали об их установке и параметрах квантового состояния частиц опубликованы в журнале Optica.

Исследователи долго считали, что для создания запутанности необходимо высококогерентное излучение, в котором световые волны сильно синхронизированы и показывают повторяющиеся предсказуемые паттерны взаимодействия. Именно такое излучение и генерируют лазеры.

В своих предыдущих работах группа руководителя проекта профессора Роберта В. Бойда (Robert W. Boyd) теоретически обосновала и экспериментально продемонстрировала на светодиодах, что некогерентный свет также может создавать квантовую запутанность частиц.

В этой работе физики также показали, что свет может оставаться неупорядоченным по одному из своих свойств, например по направлению движения, и при этом все равно запутывать другое свойство — поляризацию.

В случае с солнечным светом, в котором содержится множество цветов, ученые использовали процесс спонтанного параметрического рассеяния. При нем пучок света взаимодействует с нелинейным оптическим кристаллом и заставляет фотоны разбиваться на пары, которые можно запутать.

Оптики использовали вместо лазерного пучка поляризованный солнечный свет с низкой пространственно-временной когерентностью. Это означает, что составные части солнечного света отличались по параметрам друг от друга, но не влияли на поляризацию фотонов.

Для того чтобы сконцентрировать солнечный свет на миллиметровом нелинейном оптическом кристалле, ученые разработали специальный состоящий только из стекла концентратор. Коническое устройство концентрировало свет, собранный линзой Френеля размером с окно, и передавало его четко в оптоволокно, по которому свет попадал к кристаллу. На кристалле фотоны претерпевали запутывание.

Физики заявили, что их запутанность на 94 процента схожа с той, которую могут создать лазеры, если принять во внимание спектральные параметры солнечного света.

«Наша работа показывает, что для создания квантовой запутанности подходит широкодоступный ресурс — солнечный свет. Это открывает новые перспективы для распространения квантовых технологий и снижения их энергопотребления. Однажды эта технология может пригодиться в открытом космосе, где можно поддерживать работу лазеров, а солнечного света еще больше, чем на поверхности Земли», — подытожил первый автор работы Ченг Ли (Cheng Li).

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.
Evgenia Vavilova
Пишет в основном о физике и химии, любит нанотехнологии, шестиугольники и утконосов.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Дзен и в последнюю очередь на VK
Предстоящие мероприятия
17 сентября, 10:59
НИУ ВШЭ

Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.

16 сентября, 12:12
Александр Березин

Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.

17 сентября, 14:43
Татьяна Зайцева

Авторы нового масштабного исследования выявили оптимальное количество порций бурого риса, овсянки, гречки и других изделий из цельного зерна в дневном рационе, которое позволяет существенно снизить риск кардиометаболических заболеваний.

16 сентября, 12:12
Александр Березин

Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.

16 сентября, 14:29
Татьяна Зайцева

Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.

17 сентября, 10:59
НИУ ВШЭ

Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

19 августа, 18:31
Александр Березин

После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий