Карманный источник квантового света экспресс
Обычный свет — это поток фотонов, летящих как попало: одних больше, других меньше, и в этом хаосе теряется точность измерений. Физики научились «причёсывать» этот поток, создавая сжатый свет — в нём шум одной характеристики становится меньше, чем у пустоты. Это как натянуть струну: она всё ещё дрожит, но уже не болтается.
В новой работе сжатый свет рождается прямо в стеклянной ячейке с парами рубидия, нагретой до 120 градусов. Лазерный луч проходит сквозь пар и, взаимодействуя с атомами, порождает пары фотонов — сигнальный и сопряжённый. Их интенсивности так тесно связаны, что разность между ними колеблется в 6,3 раза слабее, чем у обычного света. Прибор размером с ладонь питается от 300 милливатт — как лазерная указка.
Такой источник нужен для квантовых сенсоров: например, магнитометр на атомах рубидия сможет чувствовать поля в тысячи раз слабее магнитного поля Земли. А узкая полоса излучения — всего несколько мегагерц — позволяет напрямую связывать его с квантовой памятью, где фотоны хранятся в облаке холодных атомов. Это шаг к квантовому интернету, где информация передаётся светом, защищённым законами физики.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2601.13939
Quantum-correlated states of light, such as squeezed states, constitute a fundamental resource for quantum technologies, enabling enhanced performance in quantum metrology, quantum information processing, and quantum communications. The practical deployment of such technologies requires squeezed-light sources that are compact, efficient, low-cost, and robust. Here we report a compact narrowband source of two-mode squeezed light at 795 nm based on four-wave mixing in hot 85Rb atomic vapor. The source is implemented in a small, modular architecture featuring a single fiber-coupled input, an electro-optic phase modulator combined with a single Fabry-Perot etalon for probe generation, and two free-space output modes corresponding to the signal and conjugate fields. Optimized for low pump power, the system achieves up to -8 dB of intensity-difference squeezing at an analysis frequency of 0.8 MHz with a pump power of only 300 mW. The intrinsic narrowband character of the generated quantum states makes this source particularly well suited for atomic-based quantum sensing and quantum networking, including interfaces with atomic quantum memories. Our results establish a versatile and portable platform for low-SWaP squeezed-light generation, paving the way toward deployable quantum-enhanced technologies.
В парах рубидия при 120 градусах атомы движутся со скоростью около 300 метров в секунду — быстрее звука, но в тысячи раз медленнее света.