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

Нідерланди розморозили російські активи на суму 560 мільйонів євро

Фінансові організації у Нідерландах розморозили близько 560 мільйонів євро російських активів, що викликало значний інтерес у суспільстві. Цю інформацію оприлюднило місцеве видання Telegraaf з посиланням на документи, подані міністром закордонних справ Каспаром Вельдкамом до парламенту країни. На початку 2024 року в нідерландському парламенті було оголошено, що загальна сума заморожених російських активів становить 660 мільйонів євро. […]

Сьогодні в Німеччині відбудеться засідання коаліції “Рамштайн-20”

У Німеччині, 19 березня, заплановане проведення чергового засідання Контактної групи з питань військової допомоги Україні у форматі “Рамштайн”. Це вже 20-та зустріч союзників, яка відбудеться у вівторок на німецькій військово-повітряній базі Ramstein AB. Лідером зустрічі буде глава Пентагону Ллойд Остін. Це перша міжнародна поїздка для Остіна після його нещодавніх госпіталізацій. На “Рамштайн” також прибув голова […]

Виявлено нові деталі ліквідації колишнього нардепа-зрадника Іллі Киви

Колишнього депутата Верховної Ради України Іллю Киву, якого застрелив невідомий у грудні минулого року, в момент вбивства був озброєний пістолетом. Зазначається, що політик не встиг скористатися зброєю. За даними каналу, в день замаху правоохоронці виявили поруч із тілом загиблого пістолет ТТ зразка 1930 року, який, ймовірно, належав Киві. Протягом кількох місяців зброя перебувала на експертизі, […]

Обіцянка відправити французькі війська в Україну коштувала Макрону парламенту і рейтингів

Уряд Франції оголосив про своє рішення не залучати свої збройні сили до бойових дій на території України в найближчому майбутньому. Це заявлення було зроблене у контексті гострих обставин в Україні, де триває військовий конфлікт з Росією. Збройні сили Франції в найближчому майбутньому не братимуть участі в бойових діях на території України. Про це заявив президент […]

Канада надає понад $2 мільйони на виробництво українських безпілотників

На засіданні у форматі “Рамштайн” міністр національної оборони Канади Білл Блер оголосив про виділення своєї країни $2,1 мільйона на виробництво безпілотників українським оборонно-промисловим комплексом. Про це повідомила пресслужба Міністерства стратегічних галузей промисловості України. Канада разом з Великою Британією приєдналася до ініціативи ZBROYARI: Manufacturing Freedom, мета якої полягає в зборі $10 мільярдів на виробництво української зброї […]

Придністров’я розглядає проведення референдуму про ставлення до ЄС

У Придністров’ї активно обговорюють можливість проведення референдуму, на якому жителі республіки висловлять свою думку щодо європейської інтеграції. Це рішення стало предметом дискусій серед місцевих політиків та громадськості, оскільки регіон прагне знайти своє місце на міжнародній арені. Про це повідомляє «МЗС» невизнаної республіки. Як випливає з повідомлення, це задумано на противагу підготовлюваному в Молдові на 20 […]

На Вашингтонському саміті НАТО можуть оголосити нового генсека

Цього року Єнс Столтенберг завершує свою каденцію на посаді генерального секретаря НАТО. На Вашингтонському саміті Альянсу, ймовірно, буде представлено його наступника. Про це сьогодні, 14 червня, повідомив голова Громадської ліги “Україна — НАТО” Сергій Джердж в ефірі телеканалу FREEДОМ. “Думаю, що на Вашингтонському саміті оголосять нового генерального секретаря НАТО, який приступить до роботи у вересні-жовтні. […]

Зеленський обговорив економічні ініціативи з бізнесменами в умовах воєнного стану

Президент України Володимир Зеленський провів важливу зустріч з представниками Ради з питань підтримки підприємництва в умовах воєнного стану. Зустріч відбулася за участю власників та керівників найбільших українських компаній, що працюють у таких галузях, як фармацевтика, логістика, агропромисловість, енергетика, телекомунікації, сфера послуг, фінансовий та банківський сектори, а також підприємства оборонно-промислового комплексу (ОПК). У своїй промові Президент […]