Инженерная квантовая запутанность в наномасштабе: новая технология

Физики уже более века изучают впечатляющие свойства частиц на субатомном уровне, а инженеры находят способы применения этих явлений в технологиях.

Одним из ключевых открытий стала квантовая запутанность — явление, при котором состояния пары фотонов становятся настолько взаимосвязанными, что изменение состояния одного фотона мгновенно отражается на его «партнере», независимо от расстояния между ними. Альберт Эйнштейн назвал это явление «жутким действием на расстоянии», и спустя 80 лет оно остается в центре внимания ученых по всему миру. Сегодня запутанность является основой для создания кубитов — базовых единиц квантовой информации.

Однако существующие технологии генерации пар связанных фотонов требуют значительных ресурсов. Они используют относительно крупные кристаллы, заметные даже невооруженным глазом. Новый метод обещает принести значительные изменения в эту сферу. Команда под руководством исследователей Колумбийского университета разработала устройство, которое работает эффективнее, занимает меньше места и потребляет меньше энергии.

Устройство толщиной всего 3,4 микрометра стало значительным шагом вперед в области нелинейной оптики, где световые волны изменяются для применения в лазерах, телекоммуникациях и научном оборудовании. По словам соавтора работы П. Джеймса Шака, это открытие позволяет приблизить интеграцию квантовых систем на одном кремниевом чипе.