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

Борис Джонсон розповів пранкерам про готовність Зеленського до переговорів з Путіним на початку війни

Колишній прем’єр-міністр Великобританії Борис Джонсон став жертвою пранків, коли під час розмови з пранкерами Вованом і Лексусом, які представились як економіст Жак Атталі, розкрив деталі, що стосуються початку війни в Україні та можливості мобілізації української армії. Експрем’єр Британії Борис Джонсон сказав, що Зеленський був готовий піти на переговори і компроміси з Путіним на початку війни, […]

ЄС зобов’язується надати Україні €90 мільярдів, незважаючи на блокування

Президентка Європейської комісії Урсула фон дер Ляєн оголосила про намір Європейського Союзу надати Україні фінансову підтримку в розмірі 90 мільярдів євро, незважаючи на те, що рішення щодо цього блокується окремими членами спільноти. Цю інформацію вона озвучила після засідання Європейської ради 20 березня. За її словами, навіть незважаючи на політичні розбіжності в межах ЄС, підтримка України...

Нові правила працевлаштування в Польщі, що важливо знати українцям

У Польщі набули чинності нові норми Трудового кодексу, які суттєво змінюють правила найму працівників, зокрема іноземців. Ключовим нововведенням стала обов’язкова прозорість інформації про оплату праці, за порушення якої роботодавцям загрожують штрафи. Як розповіла «РБК-Україна» віцепрезидентка компанії з працевлаштування Gremi Personal Галина Кіріченко, відтепер роботодавець зобов’язаний одразу інформувати кандидата про рівень заробітної плати або її діапазон. […]

Азербайджан: новий енергетичний партнер Європи у боротьбі з російським шантажем

У рамках свого візиту до Баку голова Європейської комісії Урсула фон дер Ляєн підкреслила, що Азербайджан став для Європейського Союзу важливим і надійним стратегічним партнером у сфері енергетики. Вона зазначила, що підтримка, надана азербайджанською стороною європейським країнам після початку повномасштабної агресії Росії проти України, залишиться у пам’яті Брюсселя назавжди. Під час спільної п...

Президент України засудив напад на військових у Львові

Президент Володимир Зеленський висловив своє обурення з приводу нещодавнього інциденту, який стався у Львові, де цивільні особи вступили в конфлікт з представниками територіального центру комплектування. В ході спілкування з журналістами він охарактеризував дану ситуацію як "дуже погану" та підкреслив, що агресивна поведінка з боку населення по відношенню до військовослужбовців є абсолютно неприпу...

Зеленський оголосив про нові переговори з США

Президент Володимир Зеленський повідомив про новий раунд переговорів між Україною та Сполученими Штатами, які відбудуться наступного тижня. Делегацію від України очолить прем’єр-міністр Юлія Свириденко. До складу також увійдуть керівник Офісу президента Андрій Єрмак і радник президента з питань санкційної політики Владислав Власюк. Як зазначив Зеленський, головними темами переговорів стануть посилення системи протиповітряної оборони, енергетична безпека, […]

Вчені розкрили походження гігантських «крапель» у надрах Землі

Науковці зробили крок до розв’язання однієї з найбільших геологічних загадок Землі — походження двох масивних щільних структур, що приховані на межі ядра та мантії. Йдеться про великі провінції з низькою швидкістю зсуву (LLSVP) — гігантські зони в нижній мантії, відкриті ще у 1980-х роках за допомогою аналізу сейсмічних хвиль. Одна з них розташована під Африкою, […]

Підсумкова декларація БРІКС щодо війни в Україні: основні заяви та позиції

Група БРІКС прийняла підсумкову декларацію, в якій висловила свою позицію щодо війни в Україні. Заява містить кілька важливих тез, які відображають погляди країн-членів на конфлікт і міжнародні зусилля з його врегулювання. Йдеться про необхідність вирішення конфлікту шляхом «переговорів і дипломатії». Також «із задоволенням відзначають пропозиції» про посередництво з мирного врегулювання (судячи з усього, мається на […]