Впервые в истории современной науки ученым из Института квантовых вычислений (Institute for Quantum Computing, IQC) университета Ватерлоо, Канада, удалось захватить изображения пар фотонов, связанных друг с другом особым видом квантовой запутанности, запутанности по энергии-времени. Данные и знания, полученные при помощи таких снимков, можно будет использовать в будущем при разработке новых квантовых криптографических алгоритмов и протоколов безопасной квантовой связи.
© J.-P. W. MacLean et al., Phys. Rev. Lett. (2018) and APS/Alan Stonebraker
«Разработанная нами технология съемки позволяет исследовать множество видов квантовых эффектов, что было невозможно ранее из-за малого быстродействия существующих датчиков» — рассказывает Жан-Филипп Маклин (Jean-Philippe MacLean), ведущий исследователь. Исследователи разработали новую технологию оптического стробирования, которая позволила им запечатлеть одно из самых быстрых квантовых явлений. В этой технологии используется сверхкороткий импульс света, который фиксирует события с разрешающей способностью менее одной триллионной доли секунды.
Запутанность по энергии-времени, является достаточно экзотическим видом квантовой запутанности, она означает сильную взаимосвязь фотонов по их частоте и времени прибытия в точку пространства. Используя обычные физические законы и основанные на их базе научные инструменты, невозможно определить все параметры такого вида запутанности, для регистрации моментальных изменений состояния фотонов попросту не хватает быстродействия традиционных оптических датчиков.
© J.-P. W. MacLean et al., Phys. Rev. Lett. (2018) and APS/Alan Stonebraker
Интересен тот факт, что использованный канадскими учеными инструмент уже достаточно долго используется в исследованиях в области классической оптики. И им удалось сделать возможным использование инструмента в области исследований квантового мира.
«Области сверхскоростной и квантовой оптики являются двумя противоположными гранями оптики в целом» — рассказывает Кевин Реш (Kevin Resch), профессор и научный руководитель данного проекта, — «Нам удалось разработать метод, который обеспечивает сверхвысокоскоростные и высокоточные измерения энергии и других параметров фотонов света, как в классическом, так и в их квантовом представлении. И это открывает перед нами целый ряд новых возможностей».
Исследование опубликовано в Physical Review Letters
Источник: dailytechinfo.org
