Короткая вспышка света похожа на музыкальную фразу: в ней можно различить отдельные ноты, если слушать очень внимательно. Но в квантовом мире такие «ноты» — временны́е моды — сжаты до пикосекунд (триллионных долей секунды), и обычная оптика их почти не различает. Учёные построили устройство, которое действует как музыкальный фильтр: оно пропускает только одну выбранную ноту из аккорда, не заглушая остальные, а просто не пуская их дальше.

Этот фильтр — квантовый импульсный затвор — сделан из тончайшей плёнки ниобата лития, материала с нелинейными оптическими свойствами: он меняет характеристики проходящего света. Внутри затвора бежит слабый сигнальный луч и более мощный луч накачки. Когда они встречаются в нужный момент, рождается третий луч — на суммарной частоте, но только для той временно́й моды, которую выбрали. Этот процесс — нелинейное оптическое преобразование частоты — происходит в крохотном волноводе шириной меньше человеческого волоса, где свет заперт так плотно, что взаимодействие усиливается многократно.

Точность отбора временны́х мод составила около 97% — свет, прошедший через затвор, почти не содержит примеси соседних «нот». Это важно для квантовых сетей, где каждый фотон несёт свой бит информации, и перепутать их нельзя. Раньше подобные затворы требовали громоздких лазеров и работали лишь в узких диапазонах. Новый, на тонкой плёнке, обещает стать компактным и гибким, как микрочип.