Науковці винайшли новий тип квантового зв’язку, що порушує закони фізики

Вчені з Інституту науки про світло Макса Планка (MPL) розробили новий спосіб заплутування фотонів з акустичними фононами. Він демонструє високу стійкість до зовнішнього шуму, однієї з головних проблем у квантових технологіях.

Повідомляється, що нове досягнення може мати значний вплив на розвиток квантового зв’язку та квантових обчислень.

Як відомо, квантова заплутаність — це явище, коли стан однієї частинки миттєво впливає на стан іншої, незалежно від відстані між ними. Це явище необхідне для забезпечення безпеки у квантових комунікаціях і створення потужних квантових обчислювальних систем.

В оптичних технологіях для заплутування фотонів, квантів світла, часто використовуються нелінійні оптичні методи.

Нова технологія базується на заплутуванні фотонів і фононів через так зване броунівське розсіяння. Механізм стійкий до зовнішнього шуму, що робить його придатним для використання у квантових сигнальних обробниках.

Однією з переваг є те, що цей підхід працює при вищих температурах, що дозволяє уникнути використання дорогих охолоджувальних систем, які потрібні для традиційних квантових технологій.

Фотоноси, які рухаються зі швидкістю світла, і фонони, пов’язані з коливаннями звукових хвиль, рухаються значно повільніше. У новій системі ці два типи частинок взаємодіють через оптичний нелінійний ефект. Це дозволяє пов’язувати квантові частинки з різною енергією.

Експерименти показали, що новий метод може працювати при температурах, що досягають десятків Кельвінів, що набагато вище, ніж температура, необхідна для інших підходів. Цей механізм, який можна реалізувати в оптичних волокнах або на фотонних чипах, має великий потенціал для майбутніх квантових технологій.

Нагадаємо, що швейцарські вчені з Інституту Пауля Шеррера (PSI) виявили квантовий ефект порушення симетрії часу в кагоме-надпровіднику RbV₃Sb₅ при температурі до -98°C, що є рекордним показником для таких матеріалів.

Раніше, фізики з Університету Торонто зафіксували явище «негативного часу» під час експерименту з фотонами. У процесі дослідження було виявлено, що фотони можуть виходити з матеріалу ще до того, як вони входять у нього. Це стало першим експериментальним підтвердженням існування негативного часу у квантових процесах.