Крошечный чип пленит квантовую запутанность ⚡ экспресс
Продемонстрирован полностью интегрированный на чипе источник поляризационно-запутанных фотонов с электрической накачкой и без постселекции. Устройство построено методом гибридной интеграции DFB-лазера накачки и чипа из тонкоплёночного ниобата лития, содержащего волноводы с периодической поляризацией, светоделитель и объединитель с вращением поляризации. При подаче тока чип генерирует запутанные пары с полосой 73 нм и рекордной скоростью 4,5·10¹⁰ пар/с/мВт. Точность белловских состояний превышает 96% во всех частотно-коррелированных модах. Компактный источник пригоден для высокоскоростного квантового распределения ключей с мультиплексированием по длинам волн, спутниковой квантовой связи и квантовой метрологии на запутанности.
Две монеты, подброшенные одновременно, всегда падают орлом и решкой. Но у квантовых частиц связь сильнее: запутанные фотоны остаются единым целым, даже разнесённые на огромные расстояния. Измерение одной частицы мгновенно определяет состояние другой — Альберт Эйнштейн называл это «жутким дальнодействием». Раньше для рождения таких пар требовались громоздкие лаборатории. Теперь учёные разместили весь процесс на крохотном кристалле ниобата лития, чьи оптические свойства меняются от электрического напряжения.
Проверка измерением света и разложением на цвета показала: качество запутанности достигает 96% — великолепный результат для столь компактного источника. С этим чипом реально передавать секретные коды по стеклянным нитям, монтировать квантовые передатчики на спутниках и создавать датчики невиданной чувствительности. За секунду чип выдаёт больше запутанных пар, чем звёзд в Млечном Пути, а энергии потребляет меньше лампочки ночника.
🎯 Если узнать направление колебаний у одного фотона из пары, то у второго оно мгновенно окажется противоположным — и никакой сигнал при этом не посылается.
🎬 Фантасты грезили мгновенной связью через космос. Квантовая запутанность кажется ключом к ней, но жёсткое правило остаётся: передать осмысленную информацию быстрее света невозможно.