Российские физики восстановили запутанность «распутавшегося» квантового света

Российские физики восстановили запутанность «распутавшегося» квантового света

Российские ученые разработали метод восстановления квантовой запутанности и проверили его экспериментально. Работа физиков расширяет возможности квантовой связи и квантовой криптографии. Результаты своих исследований они опубликовали в журнале Nature Photonics, а кратко о них сообщается в пресс-релизе Российского квантового центра, поступившем в редакцию «Ленты.ру».

В качестве источника запутанных фотонов в эксперименте использовался нелинейный кристалл титанил-фосфата калия с периодической доменной структурой. На него подавались пикосекундные импульсы света, которые генерировал титаново-сапфировый лазер. В результате в кристалле рождались запутанные пары фотонов, которые ученые отправляли в два разных оптических канала.

В одном из них свет подвергался 20-кратному ослаблению с помощью затемненного стекла, в результате чего уровень запутанности падал почти до нуля. Это соответствует уровню потерь в 65 километрах обычного оптоволоконного кабеля. После этого физики подвергали этот канал особой процедуре усиления, восстанавливающей квантовые свойства света до тех, которые имели место до потерь.

Эта процедура заключается в смешивании светового импульса в канале со «вспомогательным» одиночным фотоном на светоделительной пластине (частично пропускающем свет зеркале). На одном из выходов светоделителя ставился детектор одиночных фотонов. Если этот детектор «щелкает», это означает, что фотон как вошел в делитель, так и вышел. При этом в силу квантовой интерференции состояние второго входного импульса светоделителя меняется в сторону «усиления» его квантовых свойств.

Обнаруженное явление ученые назвали квантовым катализом, потому что «вспомогательный» фотон, подобно химическому катализатору, сам в реакции не участвует, но меняет состояние света в другом канале. Работа российских ученых может найти применение в создании квантового повторителя — устройства, способного восстанавливать потери квантовой информации при передаче по оптоволоконным линиям связи.

Lenta.ru

Похожие новости:
Физики наблюдали квантовую запутанность в системе квазичастиц
Австрийские ученые наблюдали явление квантовомеханической запутанности и ее распространение в системе квазичастиц. Результаты своего исследования авторы опубликовали в журнале Nature, кратко с ними можно ознакомиться на сайте Инсбрукского университета имени Леопольда и Франца. Физики исследовали квантовые состояния цепочки ..
2014-07-12 1513 0 Научные открытия
0
Ученые получили изображения кота Шредингера
Физики из Вены и Нью-Йорка впервые продемонстрировали снимки камеры, когда последняя не видела оригинал изображения. Визуализация, сделанная аппаратом при помощи трафарета и лазеров, имеет форму кошек и символически напоминает о квантовом эффекте кота Шредингера. Результаты своих исследований ..
2014-08-28 2182 0 Научные открытия
0
«Нанобарабан» приблизили к квантовому пределу усиления
Физики из университетов Аалто и Ювяскюля (Финляндия) разработали квантовый усилитель микроволнового излучения, способный функционировать с уровнем шума, близким к квантовому пределу. Коэффициент усиления прибора достигает 41 децибелла (12,5 тысяч раз), при этом добавка квантового шума превышала квантовый предел (полкванта) ..
2016-11-05 6474 0 Научные открытия
0
Ученые изучили прогнозы в квантовой механике
Квантовая запутанность является ключом к квантовым вычислениям, криптографии и многих других реальных приложений квантовой механики. Она также является одним из самых странных явлений во Вселенной, преодолевая барьеры пространства и времени, связывая весь космос в единое целое. Ученые ..
2013-06-12 1687 0 Научные открытия
0
Физики создали квантовую связь между фотонами
Термин "квантовая запутанность" был введён ещё Эрвином Шрёдингером в 1935 году для обозначения явления, при котором состояния частиц оказываются взаимосвязанными вне зависимости от расстояния, разделяющего эти частицы. По сути, это явление — всего лишь доказательство парадоксальности квантовой механики, однако современной ..
2013-05-29 2081 0 Научные открытия
-1
Физики увидели «нанозвезды» на фоне «сверхпроводящей вселенной»
Российские физики вместе с французскими коллегами впервые увидели возбужденные состояния вокруг единичных магнитных атомов железа. Они обнаружили, что магнитные атомы создают возмущения, которые выглядят как осциллирующие «нанозвезды» на фоне «сверхпроводящей вселенной». Результаты своих исследований авторы ..
2015-10-13 1547 0 Научные открытия
-1
Японские физики докладывают об открытии 113-го элемента
Группа японских учёных представила экспериментальные свидетельства того, что ей удалось синтезировать сверхтяжёлый элемент со 113 протонами в ядре, пока носящий название унунтрий, сообщает Lenta. Ru. Изотоп унунтрия 278113 физики получали в реакции вида 209Bi + 70Zn > 278113 ..
2012-09-29 1773 0 Научные открытия
0
Физики нашли бозон Хиггса
Физики установили факт существования бозона Хиггса - недостающего элемента в цепочке объяснения мироздания, сообщает РИА Новости. По данным агентства, в блогах ученых об этом говорится как о свершившемся факте, участник исследований, сотрудник НИИ ядерной физики МГУ Эдуард Боос сказал, что после ..
2012-06-19 3079 2 Научные открытия
1
Американские физики реализовали квантовый алгоритм Шора
Американские физики из университета Санта Барбары сделали очередной шаг на пути создания полноценного квантового компьютера - они смогли полноценно реализовать квантовый алгоритм Шора на системе с тремя кубитами. Статья ученых вышла в Nature Physics, а ее препринт доступен на сайте arXiv.org.В ..
2012-08-20 1660 0 Научные открытия
0
Физики провели обмен квантовой запутанности на расстоянии 100 километров
Китайские ученые смогли произвести обмен квантовой запутанности между фотонами из квантово-запутанных пар, разделенных оптоволокном длиной более 100 километров. Этот результат превосходит по расстоянию все предыдущие аналогичные попытки и расширяет возможности квантовой телепортации с обменом запутанности до междугородных ..
2017-10-26 8494 0 Научные открытия
0
Американские физики научились получать небывалую температуру
Американские физики попали в Книгу рекордов Гиннесса. Во время эксперимента им удалось получить вещество, разогретое до 4 триллионов градусов Цельсия — это в 250 тысяч раз больше, чем температура в центре Солнца! Учёные сталкивали в коллайдере разогнанные почти до скорости света ядра атомов золота. ..
2012-06-26 3616 0 Научные открытия
1
Российские физики в ЦЕРНе обнаружили редкий распад мезонов
Российские физики, в частности, ученые из Московского (МГУ) и Новосибирского (НГУ) государственных университетов, входящие в состав коллабораций CMS (Compact Muon Solenoid) и LHCb (Large Hadron Collider beauty) в ЦЕРНе, приняли участие в обнаружении редкого распада элементарных частиц. Результаты ..
2015-05-15 6438 0 Научные открытия
1
Физики нашли у кубита свойства тепловой машины
Кубиты, созданные на основе джозефсоновского контакта, можно рассматривать как квантовые тепловые машины. Ученые из Бразилии смогли показать, что такой подход позволяет управлять динамикой образования и нарушения когерентных связей между элементами квантово-компьютерной цепи. Работа опубликована в Physical ..
2017-10-09 9516 0 Научные открытия
0
Квантовый компьютер использовали для подтверждения теории относительности
Физики из США, Японии и России с помощью квантового компьютера получили очередное подтверждение специальной теории относительности (СТО), придуманной Эйнштейном. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Калифорнийского университета ..
2015-01-31 2084 0 Научные открытия
2
Новый элемент таблицы Менделеева будет назван в честь Москвы
Сверхтяжелый металл, располагающийся в таблице Менделеева под порядковым номером 115, может получить название "Московий" в честь столицы России. Таким образом российские ученые хотят отблагодарить власти Подмосковья, финансировавшие мероприятия по синтезу нового элемента. Российские физики ..
2015-08-19 7967 0 Научные открытия
0