Ученые получили квантовую запутанность с помощью солнечного света

Команда международных ученых продемонстрировала, что с помощью концентрированного солнечного света можно создавать пары квантово-запутанных фотонов. Эти результаты были опубликованы в издании Optica.

Авторами исследования выступили эксперты из Университета Оттавы и Института науки о свете Макса Планка в Германии. Они применили солнечный свет в качестве источника для спонтанного параметрического рассеяния вниз — методики, обычно связанной с генерацией пар запутанных фотонов. Этот эксперимент бросает вызов традиционному представлению, что только лазеры способны создавать квантовые состояния света.

Ранее лазеры считались незаменимыми благодаря их высокой когерентности и мощности. Однако ученые доказали, что даже при пространственной и временной некогерентности солнечного света можно добиться генерации поляризационной запутанности, если свет поляризован и достаточно сфокусирован.

Для проведения эксперимента исследователи создали систему, концентрирующую солнечный свет на площади 1,4 м². Свет фокусировался линзой Френеля, затем проходил через стеклянный конический концентратор и многомодовое волокно, прежде чем попадал в нелинейный кристалл.

На выходе удалось получить поляризационно-запутанные фотоны с точностью до 94%, что подтверждает нарушение неравенства Белла и истинную квантовую запутанность. Исследователи заявили, что эффективность их метода сопоставима с лазерами, предлагая потенциальное снижение энергозатрат в фотонных системах, что особенно важно для использования на спутниках и в межпланетных миссиях.

В июле эксперты из Amazon Web Services (AWS), Nvidia, Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли и NASA обсуждали необходимость суперкомпьютеров для развития квантовых систем.