Квантовая запутанность, которую Эйнштейн когда-то назвал "жутким дальнодействием", продолжает очаровывать ученых. Исследователи из Техниона в Израиле изучают удивительные эффекты, оказываемые на фотоны, заключенные в невероятно малые пространства. Их работа раскрывает новые грани квантовой запутанности с потенциалом для передовых квантовых технологий.
Эксперименты команды включают в себя ограничение фотонов в структурах, меньших, чем одна тысячная ширины человеческого волоса. Это ограничение заставляет угловые компоненты света неожиданно перекрываться, изменяя способ передачи информации каждым фотоном. Это приводит к слиянию спина и орбиты в единый полный угловой момент, концепция, которая бросает вызов общепринятому пониманию света.
Эта новая структура запутанности возникла, когда исследователи протестировали пары фотонов, проходящих через тщательно разработанные наноканалы. Результаты показали корреляции, отличные от обычных структур запутанности в более крупных средах. Эти результаты могут проложить путь к более эффективным квантовым вычислениям и безопасным методам связи.
Миниатюризация световых компонентов усиливает взаимодействие между фотонами и близлежащими материалами, открывая приложения, недостижимые с более крупными системами. Эти компактные системы предлагают новые способы эффективного кодирования и обработки данных. Хотя запутанные фотоны чувствительны к воздействию окружающей среды, текущие исследования сосредоточены на материальных архитектурах и конструкциях устройств для устранения потенциальных потерь или помех.
Ученые предвидят будущее, в котором фотоны заменят электроны в вычислениях, что приведет к увеличению скорости и снижению тепловыделения. Эта новая характеристика запутанности может стать решающим компонентом в этом переходе. Нобелевская премия по физике 2022 года отметила ключевой вклад, который сформировал то, как мы измеряем и интерпретируем запутанность, еще больше подпитывая стремление исследовать эти корреляции во все меньших пространствах.