Ученые получили квантовую запутанность из солнечного света

Международная группа ученых показала, что концентрированный солнечный свет может генерировать пары квантово-запутанных фотонов. Работу опубликовали в журнале Optica.

Среди авторов статьи — специалисты из Университета Оттавы и Института науки о свете Макса Планка в Германии.

Исследователи использовали солнечный свет в эксперименте как источник накачки для спонтанного параметрического рассеяния вниз — стандартного способа получения пар запутанных фотонов. Результат бьет по идее о «безальтернативности» лазеров для подготовки квантовых состояний света.

До этого лазеры считались почти незаменимыми из-за высокой когерентности и плотности мощности. Теперь исследователи показали: пространственная и временная некогерентность солнечного света не становится критическим ограничением для генерации поляризационной запутанности, если свет остается поляризованным и его удается достаточно сфокусировать.

Для эксперимента команда собрала систему концентрации солнечного света: площадь сбора — 1,4 м². Поток фокусировали линзой Френеля, затем направляли в стеклянный конический концентратор и многомодовое волокно, после чего подавали в нелинейный кристалл.

На выходе ученые получили поляризационно-запутанные фотоны с точностью почти 94% и корреляциями, нарушающими неравенство Белла. Результаты подтвердили подлинную квантовую запутанность. 

Исследователи заявили, что нормированная эффективность генерации сопоставима с лазерными установками. По их оценке, подход может снизить энергозатраты фотонных квантовых систем и упростить их применение там, где энергия на вес золота — включая спутники и межпланетные миссии.

Напомним, в июле специалисты Amazon Web Services (AWS), Nvidia, Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли и NASA оценили необходимость суперкомпьютеров для квантовых систем.