Знайдено новий спосіб генерації” широкосмугового “потоку заплутаних фотонів

49

Квантова заплутаність, явище, яке альберт ейнштейн називав “примарною дією на відстані”, полягає у взаємозв’язку двох або більше квантових частинок. Незважаючи на розділяє ці частинки відстань, яке може бути як завгодно великим, зміна стану однієї з частинок моментально відбивається зміною стану інших заплутаних частинок. І коли в квантовій заплутаності задіяні фотони світла, з’являється маса цікавих додаткових можливостей, включаючи заплутування не тільки поляризації фотонів, але також іих частот, що можна використовувати для розширення смуги пропускання.

До останнього часу більшість пристроїв, здатних генерувати широкосмугові потоки заплутаних фотонів, за допомогою кристалів зі змінними або нелінійними оптичними властивостями, генерують окремі потоки пар заплутаних фотонів, що мають певну частоту. І після генерації ці потоки збираються в один широкосмуговий потік.

“цей метод досить неефективний, в його роботі завжди присутня залежність між яскравістю вихідного потоку і “чистотою” заплутаних фотонів” – пишуть дослідники з університету рочестера, – “тому завжди доводиться шукати компроміс, балансуючи між цими двома показниками. Але нам вдалося повністю уникнути цього за рахунок використання нового способу генерації фотонів, і ми отримали потік заплутаних фотонів з рекордною на сьогоднішній день шириною смуги і рекордним рівнем яскравості”.

Домогтися описаного трохи вище вченим вдалося за допомогою розробленого ними тонкоплівкового нанофотонного пристрою, виготовленого з ніобату літію. Конструкція пристрою являє собою хвилевід з електродами на його обох кінцях. Товщина плівки, з якої виготовлений хвилевід, становить всього 600 нанометрів, а ширина хвилеводу підібрана так, щоб співвідношення товщини до площі перетину було близько одного до мільйона. Точність виготовлення хвилеводу грає тут головну роль, так як відхилення навіть в кілька нанометрів може викликати істотні зміни в фазі і швидкості поширення фотонів, що проходять через такий хвилевід.

Але, в кінцевому підсумку, нанофотонний пристрій, виготовлений з дотриманням всіх допусків, дозволяє отримати точний контроль над шириною смуги потоку генеруються заплутаних пар фотонів.

На жаль, поки технології нановиробництва, здатні працювати з ніобатом літію, знаходяться на самому ранньому етапі їх розвитку, хоча цей матеріал вже не роздемонстрував свій потенціал в самих різних областях. І нові генератори широкосмугових пар заплутаних фотонів зможуть з’явитися в комунікаційному обладнанні лише тоді, коли технології нановиробництва стануть більш досконалими, а значить, виробництво таких пристроїв буде обходитися набагато дешевше, ніж в нинішній час.

ключові слова: генератор, потік, заплутаність, фотон, частота, ширина, смуга, пристрій, хвилевід, ніобат

першоджерело

інші новини по темі:

Вченим вперше вдалося відобразити явище квантової заплутаності

Вчені навчилися змінювати довжину хвилі заплутаних фотонів світла, що робить їх …

Вченим вдалося заплутати два фотони світла в 103 квантових вимірах

Фізики заплутали на квантовому рівні фотони, що існували в різні моменти …

Вчені встановили рекорд, заплутавши на квантовому рівні одночасно 100 тися …