Dokonana rewolucja ma mieć praktyczny wymiar, ponieważ już teraz mówi się o możliwości miniaturyzacji kwantowych komponentów komunikacyjnych i obliczeniowych. Ale czego tak w zasadzie dokonali przedstawiciele instytutu Technion? Piszą o swoich działaniach w publikacji zamieszczonej na łamach Nature.
Czytaj też: To pierwsza ultrabezpieczna wiadomość przesłana na odległość 400 km siecią kwantową. To początek rewolucji
Nowa forma splątania kwantowego zidentyfikowana przez członków zespołu badawczego dotyczy tzw. całkowitego momentu pędu fotonów uwięzionych w strukturach nanoskalowych. To nowa porcja informacji na temat tego niesamowitego zjawiska, będącego jedną z podstaw potencjału drzemiącego w komputerach kwantowych. W podstawowej formie splątanie sprawia, iż dwie powiązane cząstki oddziałują ze sobą bez względu na dzielącą je odległość.
Nawet sam Einstein był pod wielkim wrażeniem tego zjawiska, określając je mianem upiornego działania na odległość. Bo jak inaczej nazwać sytuację, w której wpływanie na jedną z cząstek będzie miało przełożenie na drugą z tej pary, nawet przy braku bezpośredniej interakcji między nimi i przy odległościach mogących wynosić miliardy lat świetlnych?
Celem badań prowadzonych przez fizyków było splątanie kwantowe. Dzięki zorganizowanym eksperymentom udało im się zidentyfikować nieznany wcześniej rodzaj tego zjawiska
Na przestrzeni dekad fizycy obserwowali splątanie kwantowe w odniesieniu do wielu różnych cząstek i właściwości. Opisano je między innymi w odniesieniu do fotonów, gdzie splątanie może występować ze względu na kierunek ich ruchu, częstotliwość czy kierunek pola elektrycznego. Bardziej egzotyczny wydawał się natomiast moment pędu, który można podzielić na spin (wynikający z obrotu fotonu wokół pola elektrycznego) i orbitę (związana z ruchem obrotowym fotonu w przestrzeni).
Próby umieszczenia fotonów w strukturach nanofotonowych stanowiły wielkie wyzwanie, ponieważ stawało się jasne, że naukowcy nie są w stanie oddzielić różnych właściwości obrotowych. W konsekwencji foton mógł być charakteryzowany wyłącznie przez całkowity moment pędu. Ze względu na potencjalne korzyści wynikającego z takiego postępu, naukowcy (w tym przypadku z Izraela) włożyli wiele wysiłku w rozpracowanie tej kwestii.
Czytaj też: Gaz kwantowy zachowuje się wbrew prawom fizyki. Naukowcy nie mogą w to uwierzyć
Niedawno ogłosili, że splątanie fotonów w układach nanoskalowych zachodzące przy udziale całkowitego momentu pędu, jest jak najbardziej możliwe. W toku eksperymentów dokonali mapowania rzeczonych stanów, a następnie ich splątania. Po raz ostatni podobny sukces nastąpił wiele lat temu, a autorzy najnowszego wskazują na możliwość miniaturyzacji urządzeń kwantowych czy też tworzenia nowych – opartych na fotonach – służących do komunikacji bądź obliczeń.