Квантовая камера видит невидимые связи частиц экспресс
Запутанные фотоны подобны близнецам: воздействие на один мгновенно сказывается на другом, даже если их разделяют километры. До недавнего времени наблюдать такую связь можно было лишь с помощью детекторов, считающих каждый фотон поодиночке в полной темноте. Физики упростили задачу, заменив их обычной научной камерой.
Камера работала при освещении, которое для прежних детекторов было бы ослепительным — будто от ночного видения перешли к солнечному дню. Учёные сняли целые группы запутанных пар и применили алгоритм, чтобы вычесть шум матрицы. При этом камера не требовала охлаждения, что раньше считалось обязательным для квантовых опытов. Оказалось, что близнецы появляются в строго согласованных точках, а траектории их движения идеально совпадают.
Этот подход к фотометрии (измерению света) открывает дорогу дешёвым квантовым приборам. Все фотоны несутся со скоростью света, а их связь ломает привычные представления о энтропии (мере беспорядка) в рамках Стандартной модели — лучшей теории микромира. Идеи Эйнштейна, Шрёдингера и опыты Алена Аспе воплощаются в реальные устройства.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2512.24878
Spatially entangled photon pairs (biphotons) generated by spontaneous parametric down-conversion offer unique opportunities for quantum imaging, but image-plane biphoton correlations are difficult to observe with camera-based detectors. Previous camera-based biphoton imaging experiments have relied on photon-counting detection, which necessitates operation deep in the photon-sparse regime and requires extremely low dark rates. Here, we demonstrate the detection of spatial biphoton joint probability distributions in both the image plane and the pupil plane (also termed "near-field plane" and "far-field plane" respectively) using a conventional scientific CMOS camera operated in linear mode. We work at mesoscopic intensity levels, corresponding to a photon flux approximately four orders of magnitude higher than typical photon-counting approaches. From the measured image- and pupil plane correlations, we observe position and momentum correlations consistent with an EPR-type entanglement witness. A tailored correlation analysis suited for image plane imaging suppresses detector artifacts and intensity fluctuations, enabling acquisition with significantly fewer frames. Our results demonstrate that spatially entangled-light imaging can be performed efficiently with standard imaging hardware, extending quantum imaging techniques beyond the photon-counting regime.
Занятный факт: самая дальняя запутанность фотонов была продемонстрирована между спутником и Землёй на расстоянии 1200 км.
В фантастических романах запутанные частицы позволяют общаться быстрее света, например, в «Игре Эндера» Орсона Скотта Карда.