Фізики зімітували квантову заплутаність у звичайній лазерній указці

Оптики з Міського Коледжу Нью-Йорка знайшли спосіб імітувати квантову заплутаність у промені звичайної лазерної указки. Завдяки створенню особливого стану «векторного променя», фізики змогли закодувати в ньому вдвічі більше інформації, ніж у звичайному промені. Подібна технологія може знайти застосування в оптичній передачі даних, значно збільшуючи її швидкість. Дослідження опубліковано в журналі коротко про нього розповідає прес-реліз коледжу.

За словами авторів роботи, головна риса квантової заплутаності - нероздільність станів двох заплутаних частинок. Саме завдяки йому реалізується «моторошна далекодіяльність», що дозволяє пов'язувати стан частинок на необмежених відстанях. За аналогією з цим станом, оптики створили «заплутаність» між внутрішніми параметрами променю лазерної указки - його просторовим положенням і поляризацією. Виявилося, що якщо потім використовувати прилади, що зачіпають лише поляризацію фотонів в промені, то в стан «векторного променя» можна закодувати два біта інформації, а не один, як в звичайному промені. В останньому випадку, в ролі властивості, що зберігає інформацію, виступає поляризація пучка - умовно, вертикальна поляризація означає одиницю, а горизонтальна - нуль.

За словами авторів, дивно, що аспекти такого складного явища, як квантова заплутаність, можуть бути реалізовані на таких простих об'єктах. Кодування інформації у вигляді «векторних променів» може вдвічі збільшити швидкість лазерної передачі даних.

Квантова заплутаність - явище, в якому квантові стани двох або більше частинок виявляються пов'язані навіть незважаючи на відстань між ними. Найпростішим прикладом є парадокс ЕПР: якщо в результаті деякого процесу в просторі утворилися дві частинки, що полетіли в різних напрямках, то вимірявши, скажімо, імпульс однієї з них можна з точністю передбачити координати іншої. Такий уявний експеримент порушує принцип невизначеності Гейзенберга. За допомогою квантової заплутаності зараз реалізована, наприклад, квантова телепортація, що дозволяє переносити об'єкт і всі його властивості з точки А в точку Б.