Фонарик в густом тумане бесполезен: луч рассеивается, и отражённый свет тонет в помехах. Но если связать два фотона невидимой нитью, один из них может пройти сквозь туман и вернуться, а второй останется в безопасности. Такая связь называется квантовой запутанностью — когда две частицы ведут себя как единое целое, даже находясь далеко друг от друга.
В новом эксперименте пары запутанных фотонов рождались в специальной оптической схеме. Один фотон оставался в лаборатории, а второй отправлялся к объекту на расстояние почти в километр. Отражённый свет возвращался через замутнённую среду, где большинство фотонов терялось. Удивительно, но даже когда до детектора доходило всего несколько десятков частиц, запутанность не исчезала. Учёные измерили её силу и получили значение, которое в квантовой механике означает «связь точно есть».
Этот результат — важный шаг к квантовому радару. Обычный радар посылает сигнал и ждёт отражение, но в шуме легко спутать эхо с помехой. Запутанные фотоны позволяют отличить «свой» отражённый свет от случайного: совпадения между партнёрами выдают цель. Даже если вернулась лишь горстка фотонов, их связь с оставшимися в лаборатории напарниками подтверждает, что сигнал настоящий.
Такой подход может пригодиться для наблюдения в тумане, дыму или под водой, где обычные радары слепнут. Квантовая запутанность, некогда считавшаяся хрупкой лабораторной диковинкой, оказывается достаточно прочной для реальных расстояний.
Запутанные фотоны ведут себя как два носка из пары: если вы вытащили левый, то второй точно правый, даже если он в другом городе.
В романе «Квантовый вор» Ханну Райаниеми запутанные частицы используются для мгновенной связи между далёкими мирами — и это уже не чистая фантастика.