Физики распутали тайну света

Отечественные физики первыми в мире сумели запутать свет, далее разделить его фотоны по разным каналам и позже опять его распутать. Похожий опыт в научном мире считался нереальным. Как убеждают эксперты, данная разработка может быть применена для защиты информации.

Первую в мире систему, позволяющую восстанавливать утерянную квантовую запутанность в системах квантовой связи и шифрации, получилось создать физикам из Отечественного квантового центра совместно со специалистами из Московского физико-технического института (МФТИ) и Физического института Академии наук (ФИАН). Итоги исследования опубликованы в элитном научном журнале Nature Photonics.

В качестве источника запутанных фотонов в эксперименте применялся нелинейный кристалл титанил-фосфата калия с периодической доменной структурой. Сама процедура содержится в смешивании светового импульса в канале со "вспомогательным" одиночным фотоном на светоделительной пластине. На одном из выходов светоделителя ставился детектор одиночных фотонов. Ежели сенсор "щелкает", это означает, что фотон как вошел в делитель, так и вышел.

В следствие квантовой интерференции состояние 2 входного импульса светоделителя меняется в сторону "усиления" его квантовых свойств. Найденное явление научные работники нарекли квантовым катализом, так как "дополнительный" фотон, аналогично химическому катализатору, сам в реакции не участвует, но меняет состояние света в другом канале.

Парадокс квантовой запутанности (или же квантовой корреляции), при котором состояния 2 либо нескольких объектов - атомов, фотонов, ионов - оказываются связаны, считается основой передовых квантовых технологий. Это явление, например, играет главную роль в системах защищенной квантовой связи - такие системы полностью ликвидируют возможность незначительной "прослушки".

Работа русских научных работников может обнаружить использование в создании квантового повторителя - приспособления, способного восстанавливать утраты квантовой информации при передаче по оптоволоконным линиям связи, следовательно - сделать их безопасными.