Рекорд квантовой запутанности: связанные атомы разделили на 33 километра
Никогда раньше ученым не удавалось запутать атомы на таком большом расстоянии. Вот как они смогли это сделать
Квантовая запутанность — это явление, при котором две частицы могут стать настолько неразрывно связанными, что изучая одну частицу, вы изменяете состояние другой. Изменение состояния одной частицы передается другой мгновенно, независимо от того, насколько они далеко друг от друга. Это приводит к тревожному выводу о том, что информация «телепортируется» быстрее скорости света, идея, которая была слишком пугающей даже для Эйнштейна, который, как известно, описал это как «жуткое действие на расстоянии».
Рекордная квантовая запутанность
В своих экспериментах команда физиков запутала два атома рубидия, которые находились в оптических ловушках в двух разных зданиях кампуса Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана. Они были разделены 700 метрами волоконной оптики, которая была расширена до 33 км с помощью дополнительных катушек кабеля. Оба атома были возбуждены лазерным импульсом, который заставляет атом испускать фотон, квантово запутанный с атомом.
Затем фотоны отправляются по оптоволоконным кабелям, чтобы встретиться на приемной станции посередине. Там фотоны запутываются – и поскольку каждый из них уже запутан со своим собственным атомом, два атома также связываются друг с другом.
Фотоны (безмассовые частицы) и ранее удавалось запутать на больших расстояниях, но это исследование поставило новый рекорд расстояния запутывания двух атомов (имеющих массу покоя), которые могли бы функционировать как узлы «квантовой памяти», через волоконную оптику. Ключевым моментом является то, что фотоны-посредники были преобразованы в более длинноволновые, чтобы они проходили дальше по волокнам – их естественная длина волны 780 нанометров означает, что они обычно рассеиваются через несколько километров, поэтому перед началом путешествия физики увеличили их длину волны до 1517 нм. Это близко к длине волны 1550 нм, которая обычно используется для телекоммуникаций в волоконной оптике, и позволяет снизить потери сигнала.