Физики нашли принципиально новый способ связать свет и звук

Квантовая запутанность частиц – явление уже почти привычное. Однако в новом исследовании физики придумали, как запутать две частицы совершенно разных типов – фотон, квант света, с фононом, квантовым эквивалентом звуковой волны.

Физики Чанглонг Чжу, Клаудиу Генес и Биргит Штиллер из германского института им. Макса Планка по изучению света назвали предложенную ими новую систему оптоакустической запутанностью.

Она представляет собой гибридную систему, использующую две совершенно разные фундаментальные частицы, порождающие новую форму запутанности, уникальным образом устойчивую к внешним шумам. Устойчивость запутанности — одна из самых больших проблем, стоящих перед квантовыми технологиями. Новое открытие — это её значительный шаг на пути к более надёжным квантовым устройствам.

У квантовой запутанности есть перспективное применение для высокоскоростной квантовой связи и квантовых вычислений. Уникальная физика, описывающая изолированные и запутанные частицы до и после их измерения, делает их идеальными для целого ряда применений, от шифрования до высокоскоростных алгоритмов.

Однако квантовое состояние, необходимое для протекания этих процессов, слишком хрупкое — это сдерживает его реализацию в практических приложениях.

Учёные работают над решением этой проблемы и наметили несколько перспективных путей. С шумом можно бороться, повышая размерность системы или добавляя больше частиц в запутанную систему. Вполне вероятно, что для решения проблемы потребуется не один, а несколько путей, поэтому чем больше у нас вариантов, тем больше вероятность того, что будет найдена правильная комбинация.

Путь, который исследовали Чжу и его коллеги, предполагает спаривание фотонов не с другими фотонами, а с «частицей» совершенно другого толка –