Физики нашли способ объединить свет и звук в странном квантовом состоянии: это изменит технологии

Ученые предложили новый способ создания квантовой запутанности, который объединяет две очень разные частицы: фотон (частицу света) и фонон (квантовый эквивалент звуковой волны).

Это явление получило название оптоакустическая запутанность и может значительно повлиять на развитие квантовых технологий.

Квантовая запутанность традиционно возникает, когда две частицы, например, фотоны, находятся в связанном состоянии, и измерение одной мгновенно влияет на другую, независимо от расстояния между ними. Это явление может быть использовано в таких сферах, как квантовые вычисления, квантовая связь и квантовая телепортация. Однако, одно из главных препятствий для применения квантовой запутанности в реальных технологиях — это шум, который может нарушить деликатное квантовое состояние.

Предложенная оптоакустическая запутанность — это гибридная квантовая система, которая использует фотон и фонон. Такой подход позволяет создать квантовые системы, более устойчивые к внешним помехам. В отличие от обычной квантовой запутанности, где взаимодействуют фотоны, в данном случае фотон и фонон движутся с разной скоростью и имеют разные уровни энергии. Это делает создание такой запутанности сложной задачей, но ученые решили проблему с помощью рассеяния Бриллюэна — процесса, при котором свет рассеивается на звуковых волнах, создаваемых теплом атомов в материале.

Кроме того, новая форма запутанности может быть создана при более высоких температурах, чем обычно требуется для квантовых процессов, которые происходят близко к абсолютному нулю. Это снижает потребность в дорогостоящем оборудовании для создания квантовых состояний.

Ученые надеются, что эта новая форма запутанности станет важным шагом к созданию более надежных и эффективных квантовых устройств. Такая запутанность может быть использована для квантовых вычислений, хранения данных, а также для изучения границ между классическим и квантовым миром.

Источник: ScienceAlert