Физики запутали два удалённых алмаза

Два кристалла, разнесённые на расстояние пятнадцать сантиметров, удалось поместить в состояние квантовой запутанности. Авторы опыта вычисляют его ответственным шагом на пути создания квантовых компьютеров.

Учёные из Оксфорда (University of Oxford) применяли два трёхмиллиметровых бриллианта (условно – левый и правый). Между ними поместили светоделитель, на что направлялись фотоны.

Любая из частиц имела возможность по окончании делителя побежать к правому кристаллу, а имела возможность к левому. Но по законам квантовой механики до измерения нельзя сказать, куда как раз направился тот либо другой фотон. Считается, что до того момента он находится в суперпозиции двух собственных вероятных состояний.

В то время, когда фотон попадает в бриллиант, часть его энергии возможно поглощена с созданием в кристаллической решётке фонона. Потому, что фононы также ведут себя как квантовые частицы, получается, что два бриллианта, поглотившие фотон, побывавший в делителе, разделяют на двоих и один фонон, другими словами выясняются запутаны.

Поглощённый фотон переизлучается с более низкой энергией (с более низкой частотой), растолковывает Physics World. «Покрасневший» фотон сигнализирует, что состояние запутанности достигнуто.

Но дабы убедиться в этом, нужен зондирующий импульс, опять направляемый через делитель сходу на два бриллианта. Встречая фонон, таковой зондирующий фотон увеличивает частоту и свою энергию (условно делается «синим»). А дальше самое основное: никто так как не имеет возможности сообщить, в каком из двух алмазов был фонон. И это событие разрешает отделить хорошее состояние двух кристаллов от квантового.

По окончании алмазов физики установили комплект из поляризаторов, делителей и однофотонных детекторов. Если бы фотоны подчинялись хорошим законам, они бы шли либо направо, либо налево, но не сходу в обе стороны. То же возможно сообщить про ранее созданный фонон: по хорошим представлениям он существует либо в правом, либо в левом бриллианте, а по законам квантовой механики описывается функцией, как будто бы «размазанной» по обоим кристаллам (они так как являются запутанными).

Так, в хорошей обстановке на выходе всей совокупности по окончании подачи зондирующего импульса «светло синий» фотон обязан с равной возможностью регистрироваться как в одном, так и в другом детекторе. А если совокупность описывается законами квантового мира, то в строго определённом детекторе (потому, что «светло синий» фотон обязан коррелировать с возникновением «красного»).

Как раз такую неклассическую корреляцию в целой серии наблюдений нашли эксперты из Оксфорда. И не смотря на то, что любой таковой мини-опыт с его состояния считыванием и созданием запутанности продолжался всего 0,35 пикосекунды (фононы в бриллианте живут недолго), в теории этого достаточно пускай не для хранения квантовых данных, то по крайней мере для квантовых вычислений.

Принципиально важно, что запутанность была достигнута при комнатной температуре. Получается, что такое состояние может сберигаться в простой окружающей среде в макроскопических жёстких телах. А потому, полагают постановщики опыта, на базе аналогичных объектов вероятно создание квантовых компьютеров, не нуждающихся в криогенной совокупности охлаждения.

(Подробности работы раскрывает статья в Science.)

Новосибирские физики обучились \


Читать также:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: