Efectiv fotoni încurcate, știință și viață
Efectiv fotoni încurcate
Un nou mod de a încâlci fotoni a fost superioară celorlalte.
Fizica cuantica este renumit pentru non-intuitiv: concentrația paradoxurilor pune pe palele teoriei relativității și cosmologie împreună. Cele mai discutate astăzi Categorii ale fizicii cuantice, care în mod paradoxal întruchipat în întregime - este informația și cuantice cuantice optica.
grinzi foton fotografiat folosind CCD. Culorile corespund intensității de negru (cel mai mic) la alb (maxim). (Imagine: Egor Kovlakov.)
securitatea informației cuantice - Sfântul Graal pentru tehnologia de transmitere a datelor securizate. Așa-numita Criptografia cuantică este cuantic surprinzător fenomen - încâlci- fotoni (particule elementare care transportă interferențe electromagnetice și, în special, lumina).
Esența ei este că doi fotoni produse într-un anumit fel sunt legate, astfel încât schimbarea stării uneia dintre ele determină o schimbare de moment în starea de alta, chiar dacă acestea se află la o distanță mare unul de altul. Entanglement pot fi utilizate pentru transmisia de date sigure: dacă unele terțe părți vor încerca să copieze informațiile care vor fi cunoscute imediat de către proprietarii săi prezenți. Cu toate acestea, fotonii încurcate și apoi încă mai păstrează implicarea lor în interacțiunea inevitabilă cu lumea exterioară - problema este foarte, foarte dificil.
Stanislav Straupe de la MSU spune astfel: „este tipic de stat încurcate și universală. Singura problemă este că pentru majoritatea interacțiunii particulelor cu mediul distruge rapid entanglementului. Fotonii sunt la fel cu aproape nimic nu interacționează, astfel încât acestea sunt obiecte foarte convenabile pentru experimente în acest domeniu. "
Cele mai multe dintre sursele de lumină pe care le întâlnim în viață - soare, lămpi cu incandescență, lasere, diode emițătoare de lumină - numit clasic: acesta emite fotoni respecta anumite distribuție statistică. Sursa de lumină nonclasic pleacă de la unul sau doi fotoni pe unitate de timp, și pentru a crea o astfel de sursă este dificilă. Acest lucru se poate face, de exemplu, pentru a izola un singur atom sau un punct cuantic și înregistra fotoni unice emise ca rezultat al excitației.
Pentru a obține fotoni încurcate, folosesc adesea efectul difuziei parametrice spontane de lumină în formă de cristale neliniare. Pentru acest cristal cu proprietăți optice specifice este iradiat cu laser așa-numita pompa. Un foton din fasciculul laser care intră cristalul este împărțit în doi fotoni a căror energie este egală cu suma dintre energia fotonilor a pompei. Din cauza conservării legilor sunt corelate fotonii sau încurcate, dar problema principală a acestei metode de disimulare este eficiența scăzută și necesitatea de a filtra fotonii la ieșire pentru a obține cuplul cu proprietățile necesare.
Metoda poate fi utilizată nu numai în criptografie cuantică, deși în acest moment este cea mai dezvoltata zona de aplicare a entanglement fotonice. „Spre deosebire de sistemele de comunicare clasice în cazul în care nu contează ce fel de alfabet utilizat pentru a codifica mesajul și utilizați suficient codul binar (0 și 1), tot mai dificilă în comunicare cuantică. Se pare că creșterea în dimensiune a alfabetului nu crește numai cantitatea de informații codificate într-un singur foton, dar, de asemenea, crește intimitatea comunicațiilor. Prin urmare, sistemele de comunicații cuantice, inclusiv pe baza informațiilor de codificare într-o formă spațială de fotoni, fizica interesantă, și industria, „- a declarat Stanislav Straupe.
Poate că un nou mod de a încurca fotoni va crea canalul optic la un satelit pe orbită, în cazul în care este imposibil să se ajungă la o fibră optică.
Sursa: Știință și viață, nkj.ru
A se vedea, de asemenea:
