Як поєднання світла та звуку може змінити квантові технології

Квантова заплутаність — це одне з найзагадковіших явищ квантової фізики, яке збурює уяву не лише науковців, а й широкої аудиторії. Заплутаність дозволяє частинкам, навіть якщо вони знаходяться на величезній відстані одна від одної, миттєво впливати на стан одна одної, що відкриває неймовірні перспективи для квантових технологій. До теперішнього часу цей феномен використовувався головно для частинок одного типу, таких як фотони. Однак нещодавно вчені зуміли досягти квантової заплутаності між двома зовсім різними частинками — фотоном і фононом.

У своїй роботі фізики запропонували нову форму квантової заплутаності, яку вони назвали оптоакустичною заплутаністю. Вона поєднує фотони (кванти світла) та фонони (кванти звукових коливань). Це дуже важливий крок для розвитку квантових технологій, оскільки дозволяє створювати стійкіші квантові системи, які можуть витримувати більший рівень шуму — однієї з основних проблем, з якими стикаються квантові пристрої. Заплутування різних типів частинок — це величезний крок уперед у квантових дослідженнях. Оптоакустична заплутаність є стабільнішою порівняно з класичними фотонними заплутаними парами, оскільки фонони, як правило, менш чутливі до зовнішнього шуму. Відмінність між фотонами і фононами полягає не тільки в типі коливань (світло проти звуку), але й у швидкості їхнього руху та рівнях енергії. Це дозволяє створювати нові можливості для квантових обчислень і зв’язку, зокрема для систем, що вимагають більшої стабільності та зменшення впливу зовнішніх факторів.

Для досягнення оптоакустичної заплутаності вчені використовують процес, званий розсіюванням Бріллюена. Це явище, коли світло взаємодіє із звуковими хвилями в матеріалі, що виникають під впливом тепла атомів. За допомогою лазерного імпульсу та звукових хвиль, фізики змогли викликати розсіювання, яке квантово заплутує частинки з різними енергетичними рівнями. Особливість цієї технології полягає в тому, що процес розсіювання Бріллюена можна здійснювати на чіпах, які здатні функціонувати при вищих температурах, ніж традиційно потрібно для квантових процесів, де температура наближається до абсолютного нуля (мінус 273 °C). Це робить технологію значно доступнішою та менш затратною.

Технології на основі квантової заплутаності вже активно використовуються в різних галузях, таких як квантове зберігання даних, квантовий зв’язок і квантова телепортація. Оптоакустична заплутаність має потенціал зробити ці технології більш ефективними, стійкими та доступними для практичного використання. Завдяки своїй здатності витримувати більше шуму і працювати при вищих температурах, вона може стати основою для розробки нових поколінь квантових обчислювальних пристроїв.

Незважаючи на успіхи, для остаточного підтвердження ефективності нової технології необхідно провести ще багато експериментів. Однак перші результати вже обіцяють великий потенціал, особливо для квантових технологій, де стабільність і захист від шуму є критичними для практичного застосування.

Поділитися:

АКТУАЛЬНО

ЦІКАВЕ ЗА ТЕМОЮ
У ФОКУСІ

Президент України Володимир Зеленський запросив представників країн “коаліції охочих” прибути до України для розробки чіткого та узгодженого плану безпекової місії. Про це він повідомив у своєму Telegram-каналі в четвер, 27 березня. За словами Зеленського, необхідно розробити один план, який буде погоджений усіма сторонами та стане основою для подальших дій. Президент подякував Франції, Великій Британії та […]

Ассанж визнав провину в отриманні та публікації військових таємниць США і виходить на волю

Засновник WikiLeaks, Джуліан Ассанж, визнав свою вину у отриманні та публікації військових таємниць США в рамках угоди з прокурорами Міністерства юстиції, що гарантує йому свободу. Літак, на якому перебував засновник WikiLeaks, покинув Сайпан після того, як у середу він визнав свою вину у отриманні та публікації військових таємниць США, йдеться в повідомленні. Зазначається, що обвинувачення […]

Вибух на заводі в США спричинив трагедію з загиблими та пораненими

У Луїсвіллі, штат Кентуккі, на заводі компанії Givaudan Sense Colour, яка займається виробництвом барвників для харчової промисловості, стався потужний вибух, що спричинив частковий обвал будівлі та вибиті вікна в сусідніх будинках і підприємствах. У результаті вибуху щонайменше двоє людей загинули, а ще кілька десятків отримали поранення. Компанія Givaudan першою підтвердила загибель двох співробітників та повідомила, […]

Необмежена влада Єрмака лякає західних партнерів – Bloomberg

Західні союзники України почали висловлювати занепокоєння через зростаючий вплив Андрія Єрмака. Підйом Єрмака у владній ієрархії та його роль у ключових рішеннях викликали страх щодо можливого зосередження всієї влади у його руках. Про це у статті видання Bloomberg. Коли світові лідери зібралися в червні у Швейцарії, щоб обговорити війну в Україні, обсавини дали змогу зазирнути […]

Збройна допомога від Заходу: Україна готується до “дальніх атак всередині Росії”

Глава британських збройних сил Тоні Радакін в інтерв’ю Financial Times заявив про намір Заходу спрямувати новий приплив допомоги Україні, щоб зміцнити її здатність проводити “дальні атаки всередині Росії”. Це має допомогти Києву вести війну “набагато більш рішучим чином”. “Я розумію, що все це менш комфортно, якщо ти перебуваєш у Києві. Потрібно також визнати, що Росія […]

Трамп нарощує шанси на перемогу, Камала Гарріс втрачає позиції у ключових штатах

Колишній президент США Дональд Трамп почав активно нарощувати свої шанси на повернення до Білого дому, тоді як віцепрезидентка Камала Гарріс втратила значну частину своєї переваги над ним. Про це повідомляє The Hill. Хоча Гарріс ще має шанс стати наступним президентом США, її перевага, яку вона здобула після успішного старту кампанії, включно з потужним виступом на […]

Оснащення війська, субсидії, укриття в лікарнях: що держава фінансуватиме у 2024 році

У проєкті держбюджету-2024, підготовленому урядом до другого читання, переглянуто макропоказники, збільшено доходи й зменшено дефіцит головного кошторису країни, а також додалися нові програми для фінансування. Фокус дізнався, чи вдалося депутатам покращити новий проєкт кошторису та як держава планує фінансувати соціальні статті. Верховна Рада сьогодні 9 листопада має розглядати проєкт закону “Про державний бюджет України на 2024 рік”, […]

Зеленський затвердив санкції: Азаров, Табачник та ще 37 юросіб

Президент України Володимир Зеленський підписав указ, що вводить у дію рішення Ради національної безпеки і оборони від 18 листопада щодо застосування та внесення змін до персональних спеціальних економічних та інших обмежувальних заходів (санкцій). У результаті цього кроку у санкційний список потрапили експрем’єр-міністр України Микола Азаров, ексміністр Дмитро Табачник та ще 37 юридичних осіб. Згідно з […]