Splątanie kwantowe, niegdyś nazwane przez Einsteina „upiornym działaniem na odległość”, wciąż fascynuje naukowców. Badacze z Technionu w Izraelu badają zaskakujące efekty na fotonach uwięzionych w niezwykle małych przestrzeniach. Ich praca ujawnia nowe aspekty splątania kwantowego z potencjałem dla zaawansowanych technologii kwantowych.
Eksperymenty zespołu polegają na ograniczaniu fotonów w strukturach mniejszych niż tysięczna część grubości ludzkiego włosa. To ograniczenie zmusza składowe kątowe światła do nieoczekiwanego nakładania się, zmieniając sposób, w jaki każdy foton przenosi informacje. Prowadzi to do połączenia spinu i orbity w pojedynczy całkowity moment pędu, koncepcja, która podważa konwencjonalne rozumienie światła.
Ta nowa struktura splątania pojawiła się, gdy naukowcy przetestowali pary fotonów przechodzących przez starannie zaprojektowane nanokanały. Wyniki wskazywały na korelacje inne niż konwencjonalne struktury splątania w większych środowiskach. Te odkrycia mogą utorować drogę dla bardziej wydajnego przetwarzania kwantowego i bezpiecznych metod komunikacji.
Minaturyzacja elementów opartych na świetle wzmacnia interakcję między fotonami a pobliskimi materiałami, odblokowując zastosowania nieosiągalne w większych systemach. Te kompaktowe systemy oferują nowe sposoby wydajnego kodowania i przetwarzania danych. Chociaż splątane fotony są wrażliwe na zakłócenia środowiskowe, trwające badania koncentrują się na architekturach materiałowych i konstrukcjach urządzeń, aby zapobiec potencjalnym stratom lub zakłóceniom.
Naukowcy przewidują przyszłość, w której fotony zastąpią elektrony w komputerach, co doprowadzi do większych prędkości i zmniejszonego rozpraszania ciepła. Ta nowa charakterystyka splątania może być kluczowym elementem w tej transformacji. Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki w 2022 r. uznała kluczowy wkład, który ukształtował sposób, w jaki mierzymy i interpretujemy splątanie, co dodatkowo napędza dążenie do badania tych korelacji w coraz mniejszych przestrzeniach.