Физики запутали квантовые частицы на рекордном расстоянии

Китайским учёным удалось запутать две квантовые частицы на расстоянии более 50 километров, что почти в 40 раз превышает предыдущий рекорд.

Квантовая связь опирается на квантовую запутанность, когда две частицы неразрывно связаны и зависят друг от друга, даже если они находятся в разных местах. Учёным уже удавалось запутать фотоны как в пустом пространстве, так и с помощью оптического волокна. Исследователи предполагают, что для создания квантовой памяти необходим другой подход: запутывание атома и фотона в последовательных узлах, где атомы являются узлами, а фотоны передают сообщения.

В эксперименте с двумя блоками квантовой памяти использовались атомы рубидия, охлаждённые до состояния низкой энергии. При связи с запутанными фотонами каждый из атомов становится частью запутанной системы. Однако чем больше расстояние, которое пройдёт фотон между атомами, тем выше риск того, что система не будет работать. Исследователи использовали усиление резонатора для уменьшения потери информации во время запутывания. Они поместили атомы рубидия в специальные кольца, что сократило количество случайных шумов, которые могут привести к ошибкам. Связанные атомы и фотоны, полученные в результате усиления резонатора, образуют узел, после чего фотоны были преобразованы учёными для частоты, подходящей для передачи по телекоммуникационным сетям. Узлы атомов находились в одной лаборатории, но фотонам всё равно приходилось перемещаться по кабелям протяжённостью более 50 километров.