Дослідники встановлюють новий облік відстані квантової заплутування

Вчені протягом десятиліть стикаються з дивацтвом квантового заплутування, і в 2022 році це майже так само загадко - з атомами, а не фотонами - може допомогти пролити трохи світла на цю вигадку Всесвіту.

Спочатку заплутано було запропоновано на початку 20 століття як наслідок квантової механіки, але багато вчених сучасності, навіть сам Ейнштейн, вважали це неможливим. Однак багато контрінтуїтивних прогнозів квантової механіки були перевірені протягом багатьох років, включаючи заплутування. Як ми бачили в численних експериментах, можливо, щоб частинки були "заплутані" такі, що між ними можуть поділитися властивості, такі як положення, імпульс, спін та поляризація. Зміна в одному негайно відображається на його близнюку.

Вчені вважають, що заплутування може стати основою для майбутніх систем зв'язку, які є швидшими та безпечнішими, ніж те, що ми використовуємо сьогодні - якщо ви вимірюєте стан одного заплутаного партнера, ви автоматично знаєте стан іншого, і це може бути використаний для передачі даних . Вам просто потрібно відокремити заплутану пару, щоб зробити її корисною, а дослідники від Людвіг-Максиміліана-Універсистського Мюнхена (ЛМУ) та Університету Саарленда підштовхнули цей діапазон набагато далі в новому експерименті.

Хоча було показано, що фотони можуть залишатися заплутаними на відстані до тисяч кілометрів, це не так з атомами. Мета нового дослідження полягала в тому, щоб заплутати пару атомів рубідію. Два атоми розпочалися на відстані 700 м над оптичним кабелем. Команда хвилювала атоми лазерним імпульсом, який виробляв фотони, заплутані з кожним атомом. Вони подорожували по кабелю до приймальної станції, де пройшли спільне вимірювання, тим самим заплутавши їх один з одним. Це спричинило заплутування оригінальних атомів один з одним.

Потім команда продовжила відстань між заплутаними атомами, не розбиваючи більш волоконно -оптичний кабель, врешті -решт досягнувши 33 кілометрів (20,5 миль). Ключовим фактором цього прориву було зміна довжини хвилі фотонів, які мають природну частоту 780 нм. Ця довжина хвилі, як правило, розсіюється після кількох кілометрів, що проходять через скляні волокна, але переміщення частоти до 1517 нм досягла набагато кращої надійності. Це близьке до стандарту телекомунікацій 1550 нм, який провайдери використовують для зменшення втрати сигналу.

Згідно з дослідженням журналу Nature, це важливий крок до того, щоб зробити квантову комунікацію практичною. Замість того, щоб створити нову інфраструктуру, можливо, можна використовувати існуючі волоконно-оптичні мережі з системами на основі заплутань.