Перше зображення квантового заплутування

 Протягом 1930-х років поважний фізик-теоретик Альберт Ейнштейн повернувся до галузі квантової механіки, яку допомогли створити його теорії відносності. Сподіваючись розробити більш повну теорію поведінки частинок, Ейнштейн натомість жахнувся перспективою квантового переплутування - чогось, що він описав як "моторошна дія на відстані".

• New Scientist входить до топ-10 відкриттів десятиліття

• Інструкція: як побудувати літаючу тарілку

Незважаючи на сумніви Ейнштейна, квантові переплетення стали загальновизнаною частиною квантової механіки. І зараз команда фізиків з Університету Глазго вперше за всю історію сфотографувала форму квантового сплетіння (ака. Сплетення Белла) на роботі. Тим самим їм вдалося захопити перше візуальне свідчення явища, яке спантеличило навіть самого Ейнштейна.

Стаття, що описує їх висновки, під назвою "Imaging Bell-type nonlocal поведінка", нещодавно з'явилася в журналі Science Advances. Дослідженням керував д-р Пол-Антуан Моро, науковий співробітник університету Глазго з Левергульма, до якого ввійшли багато дослідників із Школи фізики та астрономії Глазго.

Візуалізується квантове заплутування (фото:universetoday.com)

Квантове заплутування описує явище, коли дві частинки, які взаємодіють між собою, можуть залишатися зв’язаними, миттєво ділячись своїми фізичними станами, незалежно від того, наскільки вони віддалені. Цей зв’язок лежить в основі квантової механіки, хоча він і порушує концепцію локального реалізму та багато елементів Спеціальної відносності.

До 1964 року сер Джон Белл розширив роботу попередніх теоретиків, формалізувавши концепцію нелокальної взаємодії та описавши сильну форму заплутаності. Це стане відомим як переплетення Белла, концепція, яка використовується для багатьох наукових застосувань, таких як квантові обчислення та криптографія.

І все ж до цього часу це ніколи не було зафіксовано на одному зображенні. Як сказав доктор Моро в прес-релізі Університету Глазго:

«Зображення, яке нам вдалося зафіксувати, - це елегантна демонстрація фундаментальної властивості природи, вперше побачена у формі зображення. Це захоплюючий результат, який може бути використаний для просування нової сфери квантових обчислень та створення нових типів зображень ".

Задля свого дослідження дослідницька група розробила систему, при якій потік заплутаних фотографій випускається з квантового джерела світла. Потім цей потік проходить через серію «нетрадиційних об'єктів», що відноситься до рідкокристалічних матеріалів, які змінюють фазу фотонів під час їх проходження.

Квантове заплутування (фото:universetoday.com)

Налаштування також включало надчутливу камеру, здатну виявляти одиночні фотони та робити їх зображення. Однак камера була запрограмована на фотозйомку лише в тому випадку, коли вона побачила як один фотон, так і його заплутаного близнюка. Таким чином, експеримент ефективно створив видимий запис переплетення двох фотонів.

Результати цього дослідження відкривають двері для цілого нового світу квантових методів візуалізації, які використовують переваги переплетень Белла. Це також має наслідки в області квантової інформації (тобто квантових обчислень та криптології)

Джерело 

Відео:Рулетні сонячні панелі