Японские исследователи из корпорации NTT побили рекорд расстояния для
пары запутанных фотонов - им удалось разнести пару частиц на расстояние
300 километров без потери запутанности. Статья появилась в журнале Optics Express, а ее препринт доступен на сайте arXiv.org. Предыдущий рекорд составлял 260 километров.
Для получения пары запутанных фотонов использовали процесс, известный
как спонтанное параметрическое рассеяние. Суть этого процесса
заключается в том, что при некоторых условиях фотон большой энергии,
рассеиваясь на подходящем кристалле (японцы использовали ниобат лития),
преобразуется в пару запутанных фотонов с меньшей энергией.
Каждый из фотонов ученые отправляли по моткам оптического кабеля по
150 километров каждый. Во время эксперимента фотоны, фактически,
оставались в пределах одной и той же лаборатории. Так как в
действительности оптические кабели подвержены воздействию внешней среды,
то о полноценной передаче запутанных фотонов на 300 километров речи не
идет.
На конце каждого из кабелей располагались сверхпроводящие детекторы
фотонов. Именно благодаря им ученым удалось добиться регистрации частиц в
опыте. Для верификации запутанности ученые использовали стандартный
тест - нарушение так называемых неравенств Белла.
Пока японцам не удалось добиться сколь-нибудь осмысленной скорости
передачи данных. Дело в том, что они кодировали информацию по методу TBE
(time-bin encoding). В нем данные состояния фотонов определяются по
времени прибытия к детектору. Несмотря на то, что этот метод достаточно
хорошо защищен от потерь, скорость передачи информации составила около
одного бита на 10 миллионов секунд.
Запутанность - явление в квантовой механике, при котором некоторые
физические параметры объектов (в данном случае фотонов) оказываются
взаимосвязаны. Обычно измерение параметров одного фотона автоматически
позволяет определить соответствующий параметр второго.