Сверхтонкая метаповерхность создаст сеть квантово-запутанных фотонов

Учёные из Национальной лаборатории Сандии и Института Макса Планка нашли способ создания паутины квантово-запутанных фотонов с помощью более упрощённого устройства.

Это сверхтонкая поверхность с нанесённым с помощью гравировки рисунком. Такое строение может заменить целую лабораторию, оснащённую большим количеством оптического оборудования. Статья о новой разработке опубликована в журнале Science.

Квантовая запутанность — это явление, при котором две частицы сплетаются друг с другом настолько сильно, что изменение одной частицы непременно влияет на другую независимо от удалённости друг от друга. Изучение квантовой запутанности может положить начало развитию новых технологий.

Генерирование запутанных фотонов — достаточно трудоёмкая задача, в процессе решения которой задействуется большое количество оптического оборудования. Однако теперь это сделать гораздо проще благодаря разработке метаповерхности. Это устройство работает как линза, которая контролирует проходящий свет. На метаповерхность нанесена наноразмерная структурная гравировка, которая заставляет свет преломляться так, как этого требуют поставленные задачи. Преимуществом наноповерхности также является её небольшой размер в сравнении с устройствами предыдущих поколений.

Когда лазер проходит через метаповерхность, некоторые из фотонов, которые выходят с другой стороны, создают целые паутины запутанных пар.

«Это довольно сложно и трудноразрешимо, когда для создания множественной запутанности требуется более двух или трех пар. Эти нелинейные метаповерхности по существу решают эту задачу, тогда как раньше для этого требовались невероятно сложные оптические установки», — сказал Игал Бренер, ведущий исследователь.

Новая разработка исследователей в будущем может быть применена в создании квантовых компьютеров, в области оптики, шифровании данных и телекоммуникации.

0 комментариев