В Казани разработали уникальный метод генерации квантовых состояний света
Ученые Казанского квантового центра КНИТУ-КАИ разработали новый метод генерации квантовых состояний света с гибридной и одновременно многомерной квантовой запутанностью. Предложенный способ создания сложных квантовых состояний света может значительно расширить возможности квантовых технологий.
В основе нового подхода — использование специальных оптических волокон, внутри которых можно напрямую создавать особые типы фотонных состояний, использующих ресурсы сразу двух важнейших физических характеристик света — поляризации и частоты. Результатом стало увеличение количества состояний, в рамках которых могут существовать (быть запутаны) создаваемые фотоны, а также возможность управлять такими состояниями. Ученым удалось регулировать поляризационные свойства и выравнивать амплитуды спектральных мод, то есть сделать так, чтобы все создаваемые световые моды были сбалансированы.
«Представьте, что внутри одного волокна одновременно создается множество пар фотонов, которые связаны между собой в особом «запутанном» состоянии, существующем в рамках квантовой физики. Эти частицы света обладают сложной структурой: они могут быть одновременно запутаны по поляризации (направлению колебаний света) и по частоте (видимому или инфракрасному диапазону). Такой мультифункциональный запутанный свет — это важный ресурс для квантовых вычислений, коммуникаций и обработки информации. Способность такого источника реализовывать запутанность в нескольких степенях свободы открывает новые возможности для повышения безопасности связи, увеличения вычислительной мощности, прецизионных измерений и фундаментальных исследований в квантовой оптике», — рассказал один из участников исследования, научный сотрудник КАИ-КВАНТ, доцент кафедры ЭКСПИ КНИТУ-КАИ Максим Смирнов.
Ученые отмечают, что в предложенной ими технологии цель достигается без существенного снижения скорости генерации, что очень важно для практического применения. Благодаря этому технологии, основанные на таком квантовом источнике света, могут стать быстрее и эффективнее.