Российские физики впервые восстановили «запутанность» квантового света

Физики из России создали первую в мире систему, которая позволяет восстанавливать утерянную квантовую запутанность в системах квантовой связи и шифрации, что заметно расширяет пределы передачи информации по подобным защищенным каналам обмена данными.1 / 2© Фото: Российский квантовый центр© Фото: Российский квантовый центр

МОСКВА, 12 окт – РИА Новости. Исследователи Российского квантового центра научились на практике восстанавливать утерянную квантовую запутанность, что значительно расширяет возможности квантовой связи и квантовой криптографии, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics.

Феномен квантовой запутанности является основой современных квантовых технологий. Это явление, в частности, играет важную роль в системах защищенной квантовой связи – такие системы полностью исключают возможность незаметной «прослушки». Однако запутанные состояния очень хрупки, они легко разрушаются при передаче из-за помех, оптических потерь.

Группа российских физиков под руководством Александра Львовского научилась восстанавливать подобные квантовые связи между частицами во время экспериментов с «закопченным» оптоволокном, в котором сигнал угасал крайне быстро из-за вставок темного стекла, и особым прибором, который усиливал поступающие из него фотоны.

Эта процедура заключается в смешивании почти угасшего импульса из оптоволокна с  «вспомогательным» фотоном, используя специальную светоделительную пластину, которая парадоксальным образом усиливает его квантовые свойства.

Данное явление, открытое Львовским и коллегами еще в 2002 году, было названо ими квантовым катализом, потому что «вспомогательный» фотон, подобно катализаторам в химии, сам в реакции не затрачивается, но меняет состояние света в другом канале. Российские и канадские физики создали гигантского «кота Шредингера»

«В то время это явление выглядело не более чем курьезным феноменом, каких в квантовой физике множество. Теперь же оказалось, что оно имеет важное практическое применение — оно позволяет восстановить запутанность квантовых состояний света», — рассказывает Львовский, чьи слова приводит пресс-служба РКЦ.

По его словам, эта работа – шаг к созданию квантового повторителя — устройства, способного восстанавливать потери квантовой информации при передаче по оптоволоконным линиям связи. В перспективе это позволит создать глобальные системы передачи квантовых данных и снимет ограничения для квантовой криптографии.

«Конечно, за восстановление запутанности приходится платить – из миллиона слабо запутанных пар фотонов получается одна сильно запутанная. Но при этом уровень корреляции восстанавливается до первичной, и, хотя скорость передачи данных несколько снижается, мы можем получить устойчивую связь на значительно большем расстоянии», — заключает другой автор статьи, Александр Уланов.