Первый успешный эксперимент по квантовой запутанности наночастицы и света при обычной температуре

Квантовая связь при комнатной температуре

Как сообщает НВ — Техно: Физики из международной команды во главе с Франческо Марина из Флорентийского университета впервые добились устойчивой квантовой запутанности между движением левитирующей стеклянной наночастицы размером 100 нанометров и светом при обычных температурных условиях. Ключом к этому прорыву стало применение инновационного двухцветного оптического пинцета, который комбинирует два лазера для охлаждения частицы и создания запутанности. Итоги работы были опубликованы в престижном журнале Science.

Наночастица из стекла, состоящая из десятков миллионов атомов, находилась в вакуумной камере и удерживалась оптическим пинцетом. В эксперименте использовались два лазера с разными задачами:

• один лазер охлаждал и стабилизировал колебания наночастицы, приближая её к квантовому основному состоянию,
• второй лазер обеспечивал запутывание её движений с фотонами света.

Изучение света, отражённого из оптического резонатора, подтвердило наличие квантовых корреляций, превосходящих классические пределы.

Возможности и перспективы

Данный метод открывает новые возможности для взаимодействия между механическими наноструктурами и внешним миром, что важно для создания квантовых каналов связи между устройствами. Особенно ценно то, что квантовая запутанность достигается без необходимости сверхнизких температур, что значительно упрощает и удешевляет технологии.

Это исследование может стать важным этапом в развитии квантовых технологий, включая квантовую связь и обработку данных. Новаторский подход снижает технологические барьеры, делая квантовые системы более доступными для практического применения. В перспективе такие достижения помогут создавать новые поколения квантовых компьютеров и защищённых коммуникационных сетей.

Для русскоязычных исследователей и инженеров это открытие демонстрирует, что квантовые эффекты можно использовать в условиях, близких к повседневным, что значительно расширяет возможности для внедрения квантовых технологий в реальную жизнь.

Кроме того, недавно физики обнаружили интересное явление, когда лазерный луч движется против потока квантовой световой жидкости, что нарушает классические законы физики. Эти открытия подчеркивают значимость современных исследований в области квантовой механики и их потенциальное влияние на развитие новых технологий.