Впервые в мире физики создали квантовую запутанность из солнечного света без лазера

Квантовая запутанность электронов из солнечного света

Как сообщает НВ — Техно: Впервые в мире физики из Оттавского университета (Канада) и Института науки о свете имени Макса Планка (Германия) сгенерировали квантовую запутанность электронов непосредственно из солнечного света, без использования лазера. Это достижение, опубликованное 19 августа в журнале Optica, открывает новые возможности для развития квантовых технологий.

Экспериментальная установка

В исследовании использована экспериментальная установка, состоящая из линзы Френеля, размером с окно, и специальной лейки, которая концентрирует собранный солнечный свет в оптическое волокно толщиной с человеческий волос. Сфокусированный поток направлялся на специальный кристалл, где происходила генерация запутанных фотонов. Исследователи сосредоточились на поляризации, ориентации колебаний электромагнитного поля, обеспечив условия, при которых цвет и направление света не влияли на поляризационное состояние фотонов.

Полученные фотоны на 94% соответствовали идеально запутанному состоянию и нарушали неравенство Белла, что является классическим подтверждением квантовой природы явления. Ранее для создания запутанных фотонов использовались высокоэнергетические лазеры, что свидетельствует о значительном прорыве в данной области. Многие ведущие физики сомневались в возможности запуска нелинейных оптических процессов при помощи солнечного света, однако результаты исследования опровергли эти сомнения.

Эта технология имеет потенциал удешевить и упростить квантовые системы, в частности для спутникового шифрования. Космические спутники смогут генерировать надежные ключи шифрования, используя бесплатный солнечный свет. Метод также будет полезен для удаленных научных станций и масштабирования квантовых вычислений, открывая новые горизонты для исследований в этой перспективной области.

Это открытие может кардинально изменить подходы к квантовому шифрованию и вычислениям, поскольку позволяет использовать доступный и экологически чистый источник энергии - солнечный свет.

Применение таких технологий в спутниковых системах может значительно повысить уровень безопасности коммуникаций и снизить затраты на энергетическую инфраструктуру. Квантовые технологии, полученные благодаря этому исследованию, не только расширят возможности в научных исследованиях, но и могут найти практическое применение в различных отраслях промышленности.

В то время как исследователи из Оттавского университета сделали значительный шаг в создании квантовой запутанности, их работа открывает новые горизонты для применения квантовых технологий. Интересно, что совсем недавно квантовые машины с коррекцией ошибок также достигли впечатляющих результатов, решая сложные задачи. Узнайте больше о том, как эти достижения могут повлиять на будущее науки, в нашей статье о квантовых вычислениях и их потенциале.