Специалисты из Университета Торонто разработали схему работы светодиодов, позволяющую им за счет дополнительного сверхпроводящего слоя излучать запутанные фотоны.
Обычные светодиоды (LED) излучают никак не скореллированные друг с другом фотоны. Для получения запутанного света ученые дополнили обычные диоды (электронный элемент, обладающий различной проводимостью в зависимости от направления электрического тока) слоем сверхпроводящего вещества, в состав которого входят куперовские пары.
Куперовская пара – связанное состояние двух взаимодействующих через фонон электронов. Обладает нулевым спином и зарядом, равным удвоенному заряду электрона. Впервые подобное состояние было описано Леоном Купером в 1956 году, рассмотревшим лишь упрощенную двухчастичную задачу. Коррелированные пары электронов ответственны за явление сверхпроводимости.
При использовании таких электронов для генерации света в диодах получившиеся пары фотонов окажутся запутанными, что означает, что их квантовые свойства будут строго скореллированы друг с другом. Скажем, если измерить поляризацию одного члена пары запутанных фотонов, автоматически можно будет получить информацию о другом, независимо от того, где он в это время находится.
Запутанные фотоны до сих пор удавалось получить лишь во время манипуляции отдельными охлажденными атомами, N-V-вакансиями в алмазах (парами электронов отдельного азота в кристалле углерода) и квантовыми точками.
Простые и надежные источники запутанных фотонов играют значимую роль в квантовой криптографии – они используются для передачи ключа между двумя собеседниками.
Куперовские пары электронов в сверхпроводящем материале
©National High Magnetic Field Laboratory
А совсем недавно ученые использовали квантово запутанный свет и для микроскопии. Контрастность микрофотографий в запутанном свете превышает стандартный квантовый предел четкости для обычных фотонов почти на треть.
Наука
Илон Маск
