Физики запутали 2 алмаза

квант

Два кристалла, находящиеся в состоянии квантовой сцепленности, излучают «красные» и «синие» фотоны, причём конкретный источник этих импульсов так и остаётся неопределённым (иллюстрация с сайта physicsworld.com).

 

Два кристалла, разнесённые на расстояние пятнадцать сантиметров, удалось поместить в состояние квантовой запутанности. Авторы эксперимента считают его важным шагом на пути создания квантовых компьютеров.

 

Учёные из Оксфорда (University of Oxford) использовали два трёхмиллиметровых алмаза (условно – правый и левый). Между ними поместили светоделитель, на который направлялись фотоны.

 

Каждая из частиц могла после делителя побежать к правому кристаллу, а могла к левому. Но по законам квантовой механики до измерения нельзя сказать, куда именно направился тот или иной фотон. Считается, что до того момента он находится в суперпозиции двух своих возможных состояний.

 

Когда фотон попадает в алмаз, часть его энергии может быть поглощена с созданием в кристаллической решётке фонона. Поскольку фононы тоже ведут себя как квантовые частицы, получается, что два алмаза, поглотившие фотон, побывавший в делителе, разделяют на двоих и один фонон, то есть оказываются запутаны.

 

Поглощённый фотон переизлучается с более низкой энергией (с более низкой частотой), объясняет Physics World. «Покрасневший» фотон сигнализирует, что состояние запутанности достигнуто.

 

Но чтобы убедиться в этом, необходим зондирующий импульс, снова направляемый через делитель сразу на два алмаза. Встречая фонон, такой зондирующий фотон увеличивает свою энергию и частоту (условно становится «синим»). А дальше самое главное: никто ведь не может сказать, в каком из двух алмазов находился фонон. И это обстоятельство позволяет отделить классическое состояние двух кристаллов от квантового.

 

После алмазов физики установили набор из поляризаторов, делителей и однофотонных детекторов. Если бы фотоны подчинялись классическим законам, они бы шли или направо, или налево, но не сразу в обе стороны. То же можно сказать про ранее созданный фонон: по классическим представлениям он существует или в правом, или в левом алмазе, а по законам квантовой механики описывается функцией, словно «размазанной» по обоим кристаллам (они ведь являются запутанными).

 

Таким образом, в классической ситуации на выходе всей системы после подачи зондирующего импульса «синий» фотон должен с равной вероятностью регистрироваться как в одном, так и в другом детекторе. А в случае если система описывается законами квантового мира, то в строго определённом детекторе (поскольку «синий» фотон должен коррелировать с появлением «красного»).

 

Именно такую неклассическую корреляцию в целой серии наблюдений нашли специалисты из Оксфорда. И хотя каждый такой мини-опыт с созданием состояния запутанности и его считыванием длился всего 0,35 пикосекунды (фононы в алмазе живут недолго), в теории этого достаточно пусть не для хранения квантовых данных, то во всяком случае для квантовых вычислений.

 

Важно, что запутанность была достигнута при комнатной температуре. Получается, что такое состояние может сохраняться в обычной окружающей среде в макроскопических твёрдых телах. А потому, полагают постановщики эксперимента, на основе подобных объектов возможно создание квантовых компьютеров, не нуждающихся в криогенной системе охлаждения.

Write a comment

  • Required fields are marked with *.

If you have trouble reading the code, click on the code itself to generate a new random code.
 
zrtaqdpuy
Posts: 2
Comment
zikCIwiOYtm
Reply #2 on : Fri March 09, 2012, 19:02:31
7Nwdp4 <a href="http://dqdasqzggpvo.com/">dqdasqzggpvo</a>
Weronika
Posts: 2
Comment
SkTzbLefDqkMt
Reply #1 on : Tue March 06, 2012, 18:49:04
Great common sense here. Wish I'd thohugt of that.

  • Пульт дистанционного управления

    4 канала 433 мГц 12 В радиочастотный пульт дистанционного управления автомобиля

    Читать дальше »

  • Водородный трактор Водородный трактор

    Летом 2012 года недалеко от Турина стартуют испытания экзотической машины – трактора на топливных элементах. Новинка будет использоваться во всех видах полевых работ: подготовке почвы, посеве, сборе урожая и даже его транспортировке.

    Читать дальше »

  • Физики запутали 2 алмаза Физики запутали 2 алмаза

    Два кристалла, разнесённые на расстояние пятнадцать сантиметров, удалось поместить в состояние квантовой запутанности. Авторы эксперимента считают его важным шагом на пути создания квантовых компьютеров.

    Читать дальше »