Продемонстрирован новый вид квантового зацепления

Физики из Университета г. Калгари и Института квантовых вычислений из Ватерлоо опубликовали исследование, которое построено на оригинальной идее Эйнштейна и добавляет новый ингредиент – третью частицу в зацеплении.

Квантовое зацепление является одним из центральных принципов квантовой физики. Несколько частиц, к примеру, фотонов, связаны друг с другом даже тогда, когда между ними большое расстояние, и если что-то случается с одной частицей, то это оказывает воздействие на другую в тот же момент.

Новая форма трехчастичного зацепления, продемонстрированная в эксперименте c положением и моментом фотонов в качестве сопряженных наблюдаемых, может оказаться существенной частью будущих сетей связи, которые функционируют по законам квантовой механики и могут привести к новым фундаментальным проверкам квантовой теории, углубляя наше понимание окружающего мира.

«Эта работа открывает обширную область исследований, которая объединяет фундаментальные вопросы квантовой механики и квантовых технологий», - сказал Кристоф Саймон (Christoph Simon) из Университета Калгари.

Это исследование расширяет идеи Эйнштейна, сформулированные 77 лет назад в предложенном совместно с Подольским и Розеном эксперименте (ЭПР). Зацепление, которое обсуждалось в этом мысленном эксперименте, сегодня является ценным ресурсом в появляющихся квантовых технологиях, таких как квантовые вычисления, квантовая криптография и прецизионные квантовые измерения.

Следующий шаг исследователи видят в том, чтобы попытаться связать положение и момент зацепленных трех фотонов с более традиционными типами зацепления, основанными на угловом моменте. Это позволит создать гибридные квантовые системы, которые объединяют несколько уникальных квантовых характеристик фотонов одновременно.