стань автором. присоединяйся к сообществу!

Лого Сделано у нас
39
Наука

Российские физики восстановили запутанность «распутавшегося» квантового света

Российский квантовый центр (Фото: Максим Блинов / РИА Новости)

Учёные Российского квантового центра разработали метод восстановления квантовой запутанности, проверив его экспериментально. Результаты исследований опубликованы в журнале Nature Photonics, сообщает Lenta.ru со ссылкой на пресс-релиз РКЦ.

В качестве источника запутанных фотонов в эксперименте использовался нелинейный кристалл титанил-фосфата калия с периодической доменной структурой. На него подавались пикосекундные импульсы света, которые генерировал титаново-сапфировый лазер. В результате в кристалле рождались запутанные пары фотонов, которые ученые отправляли в два разных оптических канала.

В одном из них свет подвергался 20-кратному ослаблению с помощью затемненного стекла, в результате чего уровень запутанности падал почти до нуля. Это соответствует уровню потерь в 65 километрах обычного оптоволоконного кабеля. После этого физики подвергали этот канал особой процедуре усиления, восстанавливающей квантовые свойства света до тех, которые имели место до потерь.

Эта процедура заключается в смешивании светового импульса в канале со «вспомогательным» одиночным фотоном на светоделительной пластине (частично пропускающем свет зеркале). На одном из выходов светоделителя ставился детектор одиночных фотонов. Если этот детектор «щелкает», это означает, что фотон как вошел в делитель, так и вышел. При этом в силу квантовой интерференции состояние второго входного импульса светоделителя меняется в сторону «усиления» его квантовых свойств.

Обнаруженное явление ученые назвали квантовым катализом, потому что «вспомогательный» фотон, подобно химическому катализатору, сам в реакции не участвует, но меняет состояние света в другом канале. Работа российских ученых может найти применение в создании квантового повторителя — устройства, способного восстанавливать потери квантовой информации при передаче по оптоволоконным линиям связи.

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.

Источник: http://lenta.ru/news/2015/10/12/rqc/

Москва, Сколково, РКЦ, наука, квантовые методы
  • 1
    Нет аватара Cinik
    13.10.1518:33:59

    Охренеть.

    #702053 ↑
    • 2
      Нет аватара kerosene
      14.10.1505:41:35

      Запутанность — это свойства квантовой реальности. Две квантованные частицы, находящиеся в состоянии запутанности, могут в нашем физическом пространстве находиться хоть на разных концах Вселенной, но в квантовом пространстве они как бы представляют собой одно целое. И если одна частица изменит свое состояние, то вторая, как бы далеко она не находилась тут же изменит свое состояние на противоположное. В будущем на этих новых физических принципах будет построена квантовая связь, не зависящая от расстоний. Возможно появление нового оружия как раз на эффекте квантового «катализа». Представьте себе два лазерных луча, фотоны в которых находятся в состоянии запутанности, но один луч направлен на цель, а второй закольцован внутри лазерной установки. Первый луч по мере удаления ослабляется, но усиливая второй в установке, автоматически будет усиливаться и первый. Вот такая блин вариация.

      Отредактировано: kerosene~06:42 14.10.15
      #702202 ↑
      • 1
        Нет аватара Cinik
        14.10.1508:45:20

        Насчёт оружия не знаю. Всё-таки, в данном случае квантовый катализ производится на выходе, на дальнем конце луча.

        Является ли энергия света тем состоянием, которое можно менять, используя эффект запутанности? В описанном эксперименте ослабление одного луча приводило не к ослаблению второго, а лишь к снижению запутанности. Видимо, и усиление одного луча не приведёт к усилению другого. Впрочем, это мои дилетантские догадки.

        А вот применение в военных целях средств связи, основанных на квантовых эффектах, представляется мне весьма перспективным. Ведь такую связь нельзя ни перехватить, ни заглушить. И толща воды или земли не является для неё преградой. Значит, можно создавать дистанционно-управляемую боевую технику, удалённое управление которой будет столь же надёжным и эффективным, как если бы экипаж находился внутри неё.

        Такая техника, помимо того преимущества, что при её применении не будет ограничений, связанных с заботой о сохранении экипажа, сможет, также, действовать непрерывно, без необходимости остановок для отдыха управляющих ею людей. Ну и, конечно, отсутствие обитаемой кабины значительно экономит массу и объём. А управлять ею смогут люди с не самыми выдающимися физическими данными.

        Появление квантовой связи очень быстро приведёт к кардинальному изменению способов ведения вооружённой борьбы. А если обладать ею будет какая-то одна страна (группа стран), это будет означать её практически неограниченное военное превосходство.

        #702243 ↑
      • 1
        Нет аватара Curiouscat
        14.10.1510:01:23

        kerosene, к сожалению, не будет ( ибо такая информация, перенесенная в реальный мир и воздействуя на него таким образом, нарушает принцип причинности, как минимум. Вот если мы переселился в квантовый мир и станем его частью, вот там да ) а вот для криптоалгоритмов бесконечно повышенной стойкости и квантовых вычислений всяких сложных уравнений вполне годится. Ну и в целом для развития науки. Чем глубже копают физики, тем все интересней и сложней. В 20 веке на квантовую теорию смотрели с изумлением, а сейчас активно экспериментируют с запутанными состояниями, лет через сто научатся коммуницировать с темной материей и т. д. и тп, вселенная как луковица, и по мере развития разума мы считываем ее структуру слой за слоем, но нет никаких признаков что число слоев дискретно и окончательно) как и того, что вселенная одна. Но всё же, в нашем бренном теле мы ограничены скоростью света )

        #702299 ↑
  • 0
    Byvalnyi Byvalnyi
    13.10.1519:29:55

    Более всего поражает работа с отдельными молекулами и атомами.

    А здесь ребята работают с еще более мелкими сущностями — отдельными квантами,

    при этом не просто их отправляют-принимают и считают, а изменяют их свойства и восстанавливают обратно.

    Электрон не исчерпаем, как и атом, утверждал вождь мирового пролетариата в конце 19 века, задолго до Бора и Планка.

    #702072 ↑
  • 0
    Tezen44 Tezen44
    13.10.1519:34:11

    Моё мнение: Спутанные частицы — это одна частица которую выдрали из состояния суперпозиции одновременно в двух разных точках пространства. (можете закидать меня валенками за ересь)    

    #702076 ↑
  • 1
    RadiantConfessor RadiantConfessor
    13.10.1519:58:50

    Если они научились восстанавливать запутанные кванты, значит технологии передачи сигнала с мгновенной скоростью (быстрее скорости света) не за горами.

    #702086 ↑
    • 0
      Tezen44 Tezen44
      13.10.1521:42:42

      Вопрос: а теория относительности — побоку? Тогда для сохранения её компетенции придётся допустить что спутанные частицы либо одна частица — либо взаимодействие между ними идёт по какому то неизвестному науке измерению в каком расстояние между взаимодействующими частицами меньше чем в известных науке (предположительно там они находятся в одной точке)

      #702137 ↑
      • 0
        Tezen44 Tezen44
        13.10.1521:45:46

        Кстати теория с измерением чудненько обьясняет гравитацию… (яснохренственно что её нельзя заблокировать или заэкранировать в нашем измерении если она распространяется по неизвестному нам. А к энергии (и материи) в нашем её привязывает какая то частица неотрывно с ними связанная).

        #702139 ↑
        • 0
          Иван Попов
          13.10.1522:05:12

          Вы об этом?

          #702148 ↑
          • 0
            Tezen44 Tezen44
            13.10.1522:09:59

            На сколько я могу судить он обьясняет гравитацию несколько другим механизмом. Не прибегая к дополнительным измерениям. (в научной среде говорить о дополнительных измерениях по моему вообще дурной тон)

            #702151 ↑
      • 0
        RadiantConfessor RadiantConfessor
        13.10.1522:12:01

        Понимаете, они пространство отвергают. Говорят, что всё дело в свойствах частицы.

        #702152 ↑
        • 4
          Нет аватара kerosene
          14.10.1505:45:17

          Квантовая физика противоречит СТО и ОТО. Потому что квантовый мир нелокален, там нет понятий «расстояние» и «время». Частицы могут быть в нашем физическом пространстве сепарабельны по координатам, но в квантовом пространстве они представляют собой одно целое. Таким образом, если будет решена проблема потери квантовой когерентности, то возможно поялвние квантовой связи не зависящей от расстояний, то есть «мгновенной».

          #702203 ↑
      • 1
        Нет аватара Cinik
        14.10.1509:05:18

        Вопрос: а теория относительности — побоку?

        Не совсем. Что такое (в теории) квантовая связь? Как я понимаю, это когда создаются спутанные (этот термин мне кажется более адекватным, чем «запутанные») кванты, и, затем, эти кванты записываются на какой-то квантовый носитель. Выглядеть это должно как, нампример, внедрение в атомы «квантового диска» спутанных электронов.

        Потом, когда нужно передать информацию, в точке передачи осуществляется изъятие из атомов «диска» спутанных электронов, после чего с ними производятся какие-то действия, меняющие их состояние.

        Одновременно с этим, в точке приёма информации необходимо синхронно изымать из дубликата «диска» соответственные спутанные электроны, и проверять их квантовое состояние. Если оно изменилось, значит, что передана, например, двоичная единичка, а если нет, то ноль. Так, побитово, будет передаваться информация, как и в обычной компьютерной связи.

        При этом, хотя сама информация и транспортируется мгновенно, но «диск» со спутанными квантами придётся доставлять к месту приёма со всеми ограничениями, накладываемыми Теорией Относительности. Иными словами можно описать эту связь таким образом, как будто на этом диске заранее уже записана будущая информация. А мы в нужный момент её просто считываем. Это явление того же точно порядка, что и пресловутый кот Шредингера.

        #702257 ↑
        • 1
          Нет аватара Curiouscat
          14.10.1511:00:14

          Cinik, мне реализация такого передатчика информации кажется такой, что, допустим, передатчик с Марса ученому ищущему воду покажет воду, а гуманоидов — гуманоида ) что впрочем не противоречит одной из теорий интерпретации км, что квант выбирает одно из бесконечных состояний вселенной в зависимости от точки зрения наблюдателя ( и, возможно, воли наблюдателя). Другая предполагает что все во вселенной предопределено заранее, что лишает наблюдения любого смысла )

          #702333 ↑
          • 1
            Нет аватара Cinik
            14.10.1512:32:10

            Я думаю, мы даже представить себе не можем, как перевернут нашу жизнь квантовые технологии. Самые фундаментальные основы нашего бытия могут перейти на другой уровень.

            #702392 ↑
        • 0
          Tezen44 Tezen44
          14.10.1517:38:57

          НИЧЕГО не может перемещаться мгновенно согласно теории относительности. Даже информация. У неё всегда есть какой то носитель.

          #702568 ↑
  • 1
    Иван Попов
    13.10.1522:02:40

    Ещё один шаг к фотонному компьютеру.

    #702145 ↑
  • 0
    SergeySeverny SergeySeverny
    14.10.1504:46:08

    ключевая фраза: устройство, способное восстанавливать потери квантовой информации при передаче по оптоволоконным линиям связи.

    всё, больше ничего придумывать не надо

    очень нужная штука, ребятам надо премию дать, можно нобелевскую, я «за»   

    #702197 ↑
    • 0
      Нет аватара kerosene
      14.10.1505:47:25

      На самом деле открытие более фундаментальное, чем просто «способность восстанавливать потери информации в ВОЛС». Тут ведь вопрос — откуда второй фотон берет энергию для своего усиления, если усиливают только первый? Это открытый вызов закону сохранения энергии.

      И это очередной кирпичик доказательств в пользу полной нелокальности квантовых эффектов и явлений. Привет релятивистам всех мастей.

      Отредактировано: kerosene~06:48 14.10.15
      #702204 ↑
  • -4
    Alexander Korolev
    14.10.1515:24:00

    Квантовые физики заигрались со своими теориями (как и многие другие теоретики впрочем). Спутанные состояния, фотоны. напоминает игру напёрсточника, цель которого- вытянуть побольше денег из населения.

    На самом деле все квантовые эффекты могут быть объяснены с позиций классической физики. Как и тут: фотонный повторитель, для усиления сигнала используется дополнительный фотон (пучок фотонов для оптоволоконной линии). Хорошо, что на электротехнику «квантовые напёрсточники» не замахиваются. Лучше бы их покровители больше средств в постановку эксперимента вкладывали.

    #702505 ↑
    • 0
      Андрей Тихоновский Андрей Тихоновский
      14.10.1516:06:53

      С вашим подходом мы бы до сих пор в пещерах жили и лопухом обтирались.

      #702531 ↑
      • -2
        Alexander Korolev
        14.10.1518:37:45

        Теоретикам этого не хватает, видимо. Чтобы поменьше фантазировали. Теория должна быть ясной и конкретной, а не «запутанной» со множеством неопределённостей.

        Отредактировано: Alexander Korolev~19:38 14.10.15
        #702606 ↑
Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,