Устойчивость к шуму: ученые нашли способ улучшить квантовые технологии

Исследование, опубликованное в журнале Physical Review Letters, описывает механизм создания оптоакустической запутанности – квантовой связи между фотоном (частицей света) и фононом (квантовым эквивалентом звуковой волны).

Такой подход способен преодолеть многие ограничения, с которыми сталкиваются современные квантовые технологии, пишет ScienceAlert.

Оптоакустическая запутанность представляет собой гибридную систему, в которой объединяются частицы с разными свойствами. Фотоны и фононы отличаются скоростью движения и уровнями энергии, что делает их соединение сложной задачей.

Однако физики предложили использовать эффект рассеяния Бриллюэна, возникающий при взаимодействии света с акустическими волнами, чтобы квантово запутать эти частицы.

Для реализации этой идеи ученые планируют направлять лазерный свет и звуковые волны через специальный волновод на чипе, который вызывает необходимое рассеяние. В результате фотоны и фононы, движущиеся вдоль одной структуры, создают устойчивую квантовую связь.

Важным преимуществом этой технологии является то, что запутанность может быть достигнута при более высоких температурах, чем это обычно требуется. Это снижает затраты на оборудование, так как большинство квантовых процессов проводится при температурах близких к абсолютному нулю.

Квантовая запутанность, как считают ученые, играет ключевую роль в развитии технологий квантовой связи, вычислений и хранения данных. Однако уникальные состояния частиц легко разрушаются под воздействием внешнего шума, что ограничивает их практическое применение. Новый подход обещает решить эту проблему за счет более устойчивой структуры, объединяющей фотоны и фононы.

Хотя технология требует дополнительных исследований и экспериментов, она открывает перспективы для создания более надежных квантовых устройств. Особенность оптоакустической запутанности заключается в ее универсальности – она может быть использована для квантовой связи, телепортации, хранения данных и изучения границ между классической и квантовой физикой.

Ранее "Курсор" сообщал, что физики смогли измерить продолжительность жизни нейтронов.