Квантовую запутанность можно будет увидеть невооруженным глазом

Квантовую запутанность можно будет увидеть невооруженным глазом

Физики из университетов Инсбрука, Женевы и Базеля предложили эксперимент, в котором можно будет наблюдать квантовую запутанность невооруженным взглядом. Несмотря на то, что это явление уже активно используется в лабораториях, в том числе и для передачи информации, это первый опыт, в котором человек может быть задействован напрямую — в роли детектора. Препринт опубликован на сервере arXiv.org, кратко о нем сообщает MIT Technology Review.

Экспериментальная установка представляет собой источник единичных запутанных фотонов, основанный на эффекте спонтанного параметрического рассеяния, и систему из лазеров и светоделителей. Фотоны разделяют на два пучка, каждый из которых направляют на свой соответствующий детектор. Перед детектором располагают еще один светоделитель, пропускающий лишь половину фотонов.

Напрямую увидеть глазом единичные фотоны невозможно — светочувствительные клетки сетчатки требуют по меньшей мере трех квантов света для того, чтобы запустить нервный импульс. Кроме того, лишь около 10 процентов всех фотонов доходят до сетчатки глаза. Поэтому для наблюдений запутанных фотонов физики использовали своеобразный усилитель, основанный на эффекте квантовой интерференции. Основой этого усилителя является светоделитель, стоящий перед детектором. По другую сторону относительно запутанного пучка физики предлагают разместить дополнительный лазер, испускающий такие же по поляризации, частоте и остальным параметрам фотоны, как и первоначальный.

Когда запутанный фотон попадает на светоделитель, происходит его взаимодействие с фотонами дополнительного лазера. В результате этого взаимодействия изменяется доля отраженных делителем фотонов дополнительного лазера. К примеру, большая их часть начинает отражаться в сторону детектора — человеческого глаза. Таким образом, единичный фотон оказывает влияние на свойства гораздо большего числа частиц, пучок которых уже возможно увидеть.

Чтобы зарегистрировать квантовую запутанность, необходимо собрать статистику «вспышек» (событий, когда вырастает интенсивность отраженного пучка) на двух детекторах. Запутанность приведет к тому, что «вспышки» или их отсутствие на двух детекторах будут регистрироваться одновременно: в момент, когда первый фотон из пары будет достигать усилителя, его состояние будет совпадать с состоянием второго фотона, а значит и влияние на отражающую способность светоделителя они будут оказывать одинаковое. 

Хотя в изначальной постановке эксперимента предполагается использовать в роли второго детектора обыкновенную светочувствительную матрицу, точно также можно использовать в роли обоих детекторов двух волонтеров. Главный минус эксперимента — сбор статистики потребует тысячи или десятки тысяч повторов, что значительно утомит волонтеров. Как шутят авторы заметки на MIT Technology Review, с одной стороны, пары волонтеров могут узнать, каково это — быть квантово запутанными, но с другой стороны, по всей видимости, ответом будет «это отупляюще скучно». 

Попытки поставить эксперименты, в которых человек может своими глазами увидеть проявления квантовой запутанности, ведутся с начала XX века. Одной из проблем является небольшая чувствительность человеческого глаза относительно современных матриц. Для того, чтобы увидеть вспышку, необходимо чтобы в пучок фотонов входило по меньшей мере десятки частиц. В современных экспериментах по запутыванию максимальное количество таких объектов не превышало 14. 

Владимир Королёв

N+1

Похожие новости:
Маск испугался делающего сальто робота
Предприниматель Илон Маск прокомментировал достижение специалистов Boston Dynamics, которые научили прямоходящего робота Atlas выполнять сальто. По мнению бизнесмена, в будущем человекоподобные машины станут слишком быстрыми, и человек не сможет за ними уследить невооруженным глазом. Об этом ..
2017-12-01 6992 0 Разное, интересное
0
Ученые: на лице у человека постоянно живут два вида клещей
Крошечные восьминогие клещи постоянно живут на человеческом лице, уверяют ученые. Новое исследование показало, что клещи, невидимые невооруженным глазом, присутствуют у 100% людей, принявших участие в тестировании. Демодекс, именно так называется микроскопический клещ, который живет в волосяных фолликулах ..
2014-08-31 1655 0 Разное, интересное
0
Комета поможет раскрыть тайну зарождения жизни на Земле
В ходе эксперимента, начавшегося в пятницу в Антарктиде неподалеку от российской научной станции Восток, ученые соберут и изучат пылинки испарившейся на подходе к Солнцу кометы ISON, чтобы раскрыть тайны зарождения живой материи на Земле. Уникальный эксперимент проводят сотрудники Петербургского ..
2014-01-12 1481 0 Разное, интересное
0
Ученые изучают загадочное свечение Байкала
Иркутские ученые исследуют уникальное явление на Байкале. Вода озера светится, правда, это свечение невооруженным глазом на увидеть. Ранее считалось, что причина  в микроскопических водорослях. Однако, как выяснилось, это не так. Пока удалось выяснить лишь, что свечение — признак чистоты ..
2012-06-16 2228 0 Разное, интересное
0
Google показала изменения на Земле за последние 40 лет
Google объединила все картинки поверхности Земли, заснятые спутниками НАСА Landsat за последние 40 лет, в видеоклипы, наглядно показывающие изменения, произошедшие с ландшафтами планеты. Чтобы отметить сорокалетие работы спутников дистанционного зондирования Земли Landsat. Google запустила проект Google ..
2012-07-25 2066 0 Разное, интересное
0
В США ожидают мистический метеорный дождь
Мистический метеорный дождь «гамма Делфинидс» (gamma Delphinids) должен пройти 11 июня над территорией США. Как сообщало NASA, это должен быть первый за 80 лет случай, когда метеоритный дождь можно будет увидеть с Земли. Предполагалось, что пик дождя, если он все-таки состоится, придется ..
2013-06-11 1370 0 Разное, интересное
0
Технология защитных экранов Звездных войн разгадана
Студенты из Университета Лестера, Великобритания, составили доклад о физике плазменных экранов, используемых для защиты сражающихся космических кораблей в серии фантастических фильмов Звездные войны. Статья опубликована в рецензируемом студенческом Журнале Special Physics Topics.В докладе будущие ученые ..
2014-05-02 1740 0 Разное, интересное
0
В Воронеже открылась астрономическая обсерватория
В главном корпусе ВГУ оборудовали первую в регионе профессиональную астрономическую обсерваторию. Подобным достижением могут похвастаться менее десяти вузов России. Новый электронный телескоп установлен на крыше здания ВГУ на Университетской площади и позволяет наблюдать небесные тела до 15-й звездной величины ..
2013-06-2 1287 0 Разное, интересное
0
Четыре распространённых заблуждения о квантовой физике
Вселенная полна тайн, которые бросают вызов знаниям человечества. В рубрике «За гранью науки» «Великая Эпоха» собирает рассказы о странных явлениях, стимулирующих воображение и открывающих новые возможности. Квантовая физика настолько увлекательна, что она обращается к более широкой аудитории, ..
2015-07-02 4513 0 Разное, интересное
1
В Денвере засняли на видео летающий по расписанию НЛО
Жителю Денвера удалось заснять на камеру посадку НЛО. Эксперты, изучившие видео, пока затрудняются объяснить суть этого странного явления, как сообщает телеканал Fox News. Как утверждает автор видео, летающие тарелки он наблюдал регулярно над самым центром столицы ..
2012-11-19 1940 0 Разное, интересное
0
Доказано: мы все живем в пузыре ничего
Солнечная система находится в пузыре сверхразреженного и сверхгорячего газа... Вот так живешь себе, думаешь, что Солнце - просто звезда, которая просто находится в Галактике. А нет, оказывается, что местность за пределами гелиосферы вовсе не та, что видится на красочных снимках телескопа Hubble. Когда рассматриваешь снимки ..
2014-09-07 2538 0 Разное, интересное
0
В интерпретациях квантовой реальности победил плюрализм мнений
Физики не перестают ожидать от интерпретаций и приложений квантовой реальности новых открытий и неожиданностей. Мнения специалистов на эту и ряд других актуальных тем современной физики приводит издание New Scientist. «Я верю в физическую реальность, которая превосходит мои собственные ожидания», — высказал свою точку зрения ..
2014-12-15 1353 0 Разное, интересное
0
Физики поставили рекорд по нарушению реальности
Швейцарские физики впервые продемонстрировали парадокс Эйнштейна — Подольского — Розена (ЭПР-парадокс) на квантовой системе, состоящей из 600 атомов рубидия. Ученым удалось нарушить локальный реализм, осуществив запутывание между двумя частями облака сверхохлажденного газа и доказав возможность управления ..
2018-05-02 13118 0 Разное, интересное
0
Ударную световую волну впервые сняли на видео
Группа ученых из Вашингтонского университета в Сент-Луисе смогла впервые снять ударную волну от пучка света. Для этого они использовали самую быструю в мире камеру. Об эксперименте исследователи сообщили в статье, опубликованной в журнале Science Advances. Кратко о нем рассказано на сайте Gizmodo.Звуковой ..
2017-01-25 6773 0 Разное, интересное
0
Человек действительно смог увидеть одиночный фотон
Чувствительность рецепторов сетчатки и зрительных нейронов позволяет замечать и осознавать свет отдельных фотонов. Эту способность впервые продемонстрировали эксперименты, результаты которых опубликованы в журнале Nature Communications.Учебники анатомии привычно пишут о способности человеческого глаза различать единичные фотоны, ..
2016-07-20 1501 0 Разное, интересное
0