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

Фіцо пригрозив блокувати допомогу Україні якщо не відновиться транзит газу

Прем’єр-міністр Словаччини Роберт Фіцо заявив, що країна не припинить постачання енергоносіїв і гуманітарної допомоги Україні, навіть якщо транзит газу через територію Словаччини буде зупинений. Про це повідомляє польське видання Rzeczpospolita. Фіцо зазначив, що, незважаючи на необхідність відновлення газового транзиту, гуманітарна допомога Україні буде продовжена. Водночас прем’єр підкреслив, що Словаччина готова використати своє право вето в […]

Масштабні блекаути в Європі, спека спричинила відключення електроенергії

Наприкінці робочого тижня компанія “Укренерго” оголосила про збільшення тривалості відключень електроенергії в Україні. Але без світла залишилися не лише українці. Напередодні Польща зіткнулася з локальними знеструмленнями через негоду, а у п’ятницю відбулися масштабні відключення у кількох країнах Європи. 21 червня 2024 року електроенергія зникла у Чорногорії, Хорватії, Боснії та Герцеговині, а також Албанії. Місцеві ЗМІ […]

США запровадили нові серйозні санкції проти Росії, спрямовані на фінанси та оборону

Сполучені Штати в п’ятницю запровадили свій наймасштабніший пакет санкцій проти Росії з моменту вторгнення в Україну два роки тому, націлившись на російський фінансовий сектор і військово-промисловий комплекс, намагаючись деградувати військову машину Кремля. Масштабні санкції запроваджуються, коли війна вступає в третій рік і рівно через тиждень після смерті лідера опозиції Олексія Навального , у якій адміністрація Байдена […]

У Ватикані вперше керівну посаду обійняла жінка

Папа Римський Франциск призначив італійську монахиню Сімону Брамбіллу на посаду префекта Дикастерії Інститутів богопосвяченого життя та Товариств апостольського життя. Це перший випадок в історії, коли жінка очолила одне з найважливіших відомств Ватикану, відповідальне за всі католицькі релігійні ордени. Дикастерія, яку очолила 59-річна Брамбілла, відповідає за діяльність великих і малих релігійних орденів, таких як єзуїти, францисканці, […]

Іранському магнату скасували смертний вирок після того, як він повернув вкрадені активи

Судова влада Ірану оголосила відміну смертного вироку магнату, замінивши його на 20 років ув’язнення після повернення активів у розмірі близько $2,1 млрд, які були незаконно продані за кордон. Бабак Занджані, 48 років, був засуджений у 2016 році до смертної кари за кілька злочинів, включаючи відмивання грошей, фальсифікацію та шахрайство, що спричинили економічні порушення у країні. […]

Португалія обирає новий парламент на дострокових виборах

У неділю, 10 березня, відбуваються позачергові парламентські вибори в Португалії. Виборчі дільниці розпочали свою роботу о 08:00 за місцевим часом (10:00 за київським часом) і працюватимуть до 19:00 (21:00 за київським часом). На виборах мають право голосу понад 10 мільйонів громадян, які обиратимуть депутатів у 230-місному парламенті. Перед громадянами країни стоїть вибір між підтримкою правоцентристського […]

Засудили зірку “Гри в кальмара” на 8 місяців за інцидент, що трапився 7 років тому

79-річного корейського актора О Йон Су, відомого своєю роллю дідуся-гравця у популярному серіалі “Гра в кальмара”, засудили до восьми місяців позбавлення волі та двох років умовного терміну через інцидент, що стався у 2017 році. Актора звинуватили в домаганнях через те, що він, без дозволу, торкнувся та цілував жінку. Ім’я жертви залишається невідомим. О Йон Су […]

Туреччина розглядає вступ до БРІКС як альтернативу ЄС

У нещодавньому інтерв’ю глава турецького Міністерства закордонних справ Хакан Фідан висловив бажання країни приєднатися до групи БРІКС, що може стати “хорошою альтернативою ЄС”, повідомляє South China Morning Post. Ця заява підкреслює зміну пріоритетів Туреччини на міжнародній арені та її прагнення знайти нові альянси і можливості для розвитку. «Звичайно, ми хотіли б стати членом БРІКС. Подивимося, […]