Квантова заплутаність можлива більш ніж між двома частинками

Схема організації експеременту із заплутаності трьох фотонів
Схема організації заплутаності за участю трьох фотонів (ілюстрація Chris Erven).

Команді фізиків із Університета Ватерлоо (Канада) на чолі з Крісом Ервеном (Chris Erven) вперше вдалося продемонструвати квантову нелокальність для більш ніж двох квантово-заплутаних фотонів.

Нелокальність описує моментальну “реакцію” заплутаних частинок на зміну стану іншої заплутаної частинки з пари навіть тоді, коли їх розділяє чимала відстань. Раніше вже було доведено, що такі зміни відбуваються в одну мить – навіть швидше, ніж інформація від однієї частинки могла б потрапити до іншої, якби розповсюджувалась зі швидкістю світла.

У новому експерименті вченим вдалось продемонструвати нелокальність відразу для трьох частинок (фотонів) – що набагато складніше, ніж взаємодія пари фотонів.

Спочатку перший фотон з трійки (“Аліса”) передали на 580 метрів по оптичному кабелю, а два інших були відправлені на 85 метрів вверх, до даху, звідки їх відправили за допомогою активного оптичного обладнання телескопів до двох трейлерів, розташованих від першого фотона і один від одного приблизно на відстані 700 метрів. Так “Боб” і “Чарлі” (другий і третій фотон) опинилися в різних місцях за допомогою різних механізмів, а тому теоретично не могли передати інформацію про свій стан один одному якимись неквантовими механізмами.

Четверта сторона експерименту (умовне ім’я – “Ренді”), що знаходилась ще в одному трейлері, випадковим способом вибрала ті вимірювання, які “Аліса” повинна була зробити відносно фотонів у лабораторії. Після чого практично в один момент – у часовому вікні в три наносекунди – були проведені вимірювання, що остаточно виключило класичні канали передачі інформації між частинками.

Квантова заплутаність трьох фотонів

Таким чином, дослідним шляхом було показано існування квантової заплутаності між трьома частинками – схеми, яка давно обговорюється, але досі не реалізовувалася, і яка вказує на можливість багатостороннього одночасного квантового зв’язку і квантового розповсюдження криптографічних ключів.

По суті, кореляція цих трьох фотонів може стати основою для багатостороннього спілкування такого роду, який в принципі  не можна перехопити відомими засобами, – риса просто безцінна для цілого ряду військових і цивільних систем зв’язку, враховуючи вразливість навіть шифрованої інформації в наші дні.

Звіт про дослідження був опублікований в журналі Nature Photonics.

Першоджерело

Коментарі

  1. Муська 09/05/2014 Відповісти
    • Віктор Хільчук 09/05/2014 Відповісти

Написати коментар

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *