Ученые из Российского квантового центра, МФТИ, ФИАНа и парижского Института оптики придумали метод, с помощью которого можно создать состояние квантовой запутанности, позволяющее получить сверхточную линейку. Такая линейка даст возможность проводить измерение расстояний в сотни километров с точностью до миллиардных долей метра, сообщает пресс-служба МФТИ и РКЦ.
По словам автора статьи Александра Львовского, «эта техника позволяет использовать квантовые эффекты для повышения точности измерения расстояния между наблюдателями, которые отделены друг от друга средой с потерями. В такой среде квантовые характеристики света легко разрушаются».
Ученые исследовали N00N-состояние фотонов, для которого многофотонный лазерный импульс одновременно находится в двух точках пространства. Эти состояния могут иметь большое значение для метрологии и улучшения возможностей оптических интерферометров.
Российский метод расщепления тромбов в тысячи раз эффективнее аналогов
Технологии
При интерференции N00N-состояния создают полосы, расстояния между которыми много меньше длины волны, что повышает и точность измерения расстояний. Однако, по словам Львовского, проблема в том, что N00N-состояния очень чувствительны к потерям: «Проходя большие расстояния — как в атмосфере, так и по волоконным каналам — луч света неминуемо ослабляется. Для обычного, классического света это не так страшно. А вот если запутанное световое состояние пройдёт через среду даже с небольшими потерями, и запутанность „распутается“, и никакой выгоды мы от неё уже не получим».
Он и его коллеги нашли решение этой проблемы. Они используют обмен запутанностями. «Допустим, у Алисы и Боба (так в физике называют участников обмена квантовыми объектами) есть по запутанному состоянию. Тогда, если я возьму одну часть запутанного состояния от Алисы, вторую от Боба, и проведу над ними совместное измерение, то оставшиеся части состояний Алисы и Боба тоже станут запутанными, хотя до этого никогда не взаимодействовали. А поскольку эти части потерь не испытали, они выказывают свои квантовые свойства в полной мере», — поясняет Львовский.