Физиците просто квантово заплетоха 10 двойки фотони и поставиха нов световен рекорд

Архан Амун Анкх

Веднъж осмиван от самия Айнщайн като 'призрачно действие от разстояние' , квантово заплитане е странен феномен, при който две квантови частици си взаимодействат по такъв начин, че стават дълбоко свързани и по същество „споделят“ едно съществуване.

Това означава, че това, което се случва с една частица, ще повлияе пряко и мигновено на другата - дори ако е на много светлинни години. Звучи налудничаво, но квантово заплитане всъщност се използва в лаборатории по целия свят в момента, а физиците в Китай току-що счупиха текущия рекорд за това колко фотони (или светлинни частици) могат да се заплитат.

Някога смятан за рядко явление и ограничен до дискусии за това какво, по дяволите, се случва с значението, тъй катопада над хоризонта на събитиятана а Черна дупка - спойлер: все още не знаем -квантово заплитанепрез последните години се превърна в опора за физиците, работещи върху всичко откриптографияда сетелепортация.

Това, което може би е най-вълнуващото приложение на квантовото заплитане в момента, еквантово изчисление- технология, която се очаквапромени всичкоза това как обработваме и съхраняваме информация в бъдеще.

Помислете за това: новото „ на Google колкото компютър “ вече е 100 милиона пъти по-бърз от вашия лаптоп идори не е истински квантов компютър.

Физиците са се справили доста добре в заплитането на фотони в лабораторията – толкова много, че този екип в САЩ измисля как да набира хора-доброволцида го „видим“ с невъоръжено око. Но има ограничение за това колко могат да бъдат заплетени наведнъж.

Както съобщава MIT Technology Review , доскоро ограничението за това колко фотони могат да бъдат заплетени наведнъж беше само осем и това събитие на заплитане можеше да бъде произведено само със скорост от около девет събития на час.

Ако искаме да го докажем веднъж завинаги квантови компютри и квантовата телепортация са жизнеспособни технологии за бъдещето, ще трябва да произвеждаме заплитане с много по-бърза скорост и включвайки много повече фотони.

За щастие, това е, което екип от Университета за наука и технологии на Китай в Хефей твърди, че прави.

„Днес те обявяват, че са произвели 10-фотонно заплитане за първи път и са го направили със скорост на броене, която е с три порядъка по-висока от всичко възможно до момента,“ казва Technology Review .

И така, как са го направили? Изследователите, водени от физика Xi-Lin Wang, разбраха как да преодолеят основното препятствие, когато става въпрос за заплитане на фотони, използвайки процес, известен като спонтанно параметрично преобразуване надолу.

По принцип, ако искате да произведете заплетени фотони, трябва да вземете един енергиен фотон и с помощта на лазер да го разделите на два фотона с по-нисък заряд вътре в кристал от бета-бариев борат. Тези два фотона ще излязат естествено заплетени един в друг.

За да създадете нещо като заплитане от осем фотона - или чупещо рекорда заплитане от 10 фотона - можете да ги подадете през разделители на лъчи и да ги накарате да пристигнат точно по едно и също време, което ви позволява да комбинирате заплетени двойки.

За да произвеждате все повече и повече заплетени двойки, трябва да продължите да разбивате кристала, но проблемът е, че само ще успеете в около един на всеки трилион опита . И тогава трябва да сте сигурни, че наистина събирате тези, които произвеждате.

„Това не е лесна задача“ Tech Review обяснява , „не на последно място защото фотоните излизат от кристала в малко по-различни посоки, нито една от които не може да бъде лесно предвидена. Физиците събират фотоните от двете точки, където е най-вероятно да се появят, но повечето от заплетените фотони се губят.

Трябва да има по-добър начин, нали? вярно

Екипът на Уанг намери начин да заобиколи този проблем, като ограничи броя на посоките, в които тези заплетени дъщерни фотони могат да излетят, като контролира формата на фотонните лъчи.

Те не само са увеличили броя на заплетените двойки, които могат да бъдат събрани по този начин, но са съчетали тази нова техника с 10 милиона на ват лазерна мощност, което позволява повече фотони да бъдат заплетени наведнъж.

„Ние демонстрираме за първи път истинско и дестилируемо заплитане на 10 единични фотона“, казват изследователите в своята статия, публикуван на уебсайта за предпечатна подготовка arXiv.org.

Важно е да се отбележи, че проучването е публикувано онлайн, преди да бъде рецензирано за списание, така че записът ще трябва да бъде независимо потвърден.

Но след като стане официално, това ново,по-ефективен процес за производство на свързани квантово заплетени двойки може да бъде въведен в лаборатории по целия свят и да ни помогне да разберем веднъж завинаги дали квантовите компютринаистина са всичко, което са напукани да бъдат.

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.