Квантовый прорыв: источник света производит два перепутанных пучка света
В последнем исследовании, проведенном Лабораторией когерентной манипуляции атомами и светом LMCAL Физического института Университета Сан-Паулу IF-USP в Бразилии, исследователям удалось разработать источник света, создававший два перепутанных пучка света. Статья об исследовании была опубликована в журнале Physical Review Letters.
“Наша группа показала в предыдущей работе, что сами атомы могут использоваться как среда вместо кристалла. Таким образом, мы изготовили первый OPO на основе атомов рубидия, в котором два пучка были интенсивно квантово коррелированы, и получили источник, который мог бы взаимодействовать с другими системами, которые могли бы служить квантовой памятью, такими как холодные атомы”, – сказал Флорез.
Однако этого было недостаточно, чтобы показать, что пучки перепутались. Кроме интенсивности, для отображения квантовых корреляций также требуются фазы лучей, имеющие отношение к синхронизации световых волн.
“Мы повторили тот же эксперимент, но добавили новые шаги обнаружения, которые позволили нам измерить квантовые корреляции в амплитудах и фазах генерируемых полей. В результате мы смогли показать, что они запутались.
Кроме того, техника обнаружения позволила нам заметить, что структура запутанности была богаче, чем обычно характеризуется. Мы фактически создали систему, состоящую из четырех перепутанных спектральных полос”.
В этом случае амплитуды и фазы волн были перепутаны. Это фундаментально во многих протоколах для обработки и передачи квантово-кодированной информации. Помимо этих возможных применений этот вид источника света также может использоваться в метрологии.
"Квантовые корреляции интенсивности приводят к значительному уменьшению колебаний интенсивности, что может повысить чувствительность оптических датчиков", – сказал Флорез.
“Представьте вечеринку, где все говорят, и вы не можете услышать кого-нибудь с другой стороны комнаты. Если шум достаточно уменьшится, если все перестанут говорить, вы сможете услышать, что кто-нибудь говорит на достаточном расстоянии”.
“Повышение чувствительности атомных магнитометров, используемых для измерения альфа-волн, излучаемых человеческим мозгом, является одним из потенциальных применений”, – добавил физик.