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:
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 1785 0 Научные открытия
0
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 1605 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 2178 0 Научные открытия
-1
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 2289 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 6592 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 8657 0 Научные открытия
0
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 1789 0 Научные открытия
0
В физику вернули черные дыры
Шведский физик Сабин Хоссенфелдер предложила разрешение парадокса стены огня, которое, в отличие от недавно предложенного Стивеном Хокингом, не требует радикального пересмотра существующих концепций в астрофизике. В частности, позволяет оставить черным дырам горизонт событий. Препринт ее статьи ..
2014-02-04 1942 1 Научные открытия
2
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 2189 0 Научные открытия
2
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 9655 0 Научные открытия
0
Ученые впервые наблюдали квантовый парадокс Чеширского кота
Физикам Франции, Австрии и США в Институте Лауэ-Ланжевена (Гренобль, Франция) удалось провести эксперимент, в результате которого они измерили магнитный момент нейтрона независимо от положения самого нейтрона. Явление, которое наблюдали ученые, называется парадоксом Чеширского кота. Результаты своих ..
2014-07-30 2447 0 Научные открытия
0
На Большом адронном коллайдере, возможно, получен новый тип материи
Физики из Массачусетского технологического института (MIT) проанализировали данные, полученные в ходе протон-свинцовых столкновений в Большом адронном коллайдере (LHC), и пришли к выводу, что в гигантском кольце могла появиться новая форма материи – так называемая глазма (или "конденсат цветового ..
2012-11-29 3933 3 Научные открытия
0
Обратимость времени помогла создать сверхточную «квантовую линейку»
Физики из Российского квантового центра, МФТИ, ФИАН и Института оптики (Париж) разработали методику получения особых запутанных многофотонных состояний. Как сообщает пресс-релиз РКЦ, поступивший в редакцию N+1, они могут найти применение для сверхточного измерения расстояний. При дистанциях в сотни ..
2016-06-21 2033 0 Научные открытия
0
3 главных квантовых прорыва - 2013
Мы часто недооцениваем, насколько быстро внедряются в повседневную жизнь технологии, время которых пришло. Первый лазер заработал в лаборатории в 1960 году, а уже в 1969-м появился лазерный сканер штрихкодов. В 1993 году появился первый графический браузер Mosaic, а в 1996-м ..
2013-01-7 3393 0 Научные открытия
0
Ученые доказали возможность путешествия во времени
Многие из нас зачитывались в детстве Гербертом Уэллсом, а именно его самым известным произведением "Машина времени". Сейчас, когда мы повзрослели, путешествие во времени уже кажется нереальным и невозможным, но так ли это? Если верить физике, то путешествие во времени не опровергаются теорией относительности Энштейна. Следуя из теории, время ..
2011-10-15 5307 6 Научные открытия
1