Գիտնականները լազերների փոխարեն արևի լույսի միջոցով քվանտային խճճվածություն են ստացել

Օտտավայի համալսարանի և Մաքս Պլանկի լույսի գիտության ինստիտուտի հետազոտողներն առաջին անգամ ցույց են տվել, որ բնական արևի լույսը կարող է առաջացնել քվանտային խճճված ֆոտոններ՝ վերացնելով էներգատար լազերների կարիքը, որոնք վաղուց համարվում էին քվանտային տեխնոլոգիաների այս հիմնաքարի ստեղծման համար անհրաժեշտ պայման:

Optica ամսագրում հրապարակված արդյունքները ցույց են տալիս, որ արևի լույսով ստացված խճճված վիճակը հասել է կատարյալ խճճված վիճակի մոտ 94 տոկոս նմանության և խախտել է Բելի անհավասարությունը, որը քվանտային խճճվածությունը դասական կապերից տարբերելու ստանդարտ թեստն է:bioengineer+1

Ինչպես է արևի լույսը փոխարինում լազերներին

Փորձը հիմնված է սպոնտան պարամետրիկ ներքևի փոխակերպման (SPDC) վրա, որի ժամանակ պոմպային ֆոտոնը մտնում է ոչ գծային բյուրեղի մեջ և երբեմն բաժանվում է ավելի ցածր էներգիա ունեցող խճճված ֆոտոնների զույգի: Ավանդաբար, լազերներն են ապահովում պոմպային ճառագայթը, քանի որ դրանց նեղ թողունակությունը և կոհերենտությունը հեշտացնում են գործընթացի կառավարումը: Արևի լույսը, ընդհակառակը, պարունակում է գույների լայն սպեկտր և գալիս է բազմաթիվ ուղղություններից՝ ցածր կոհերենտությամբ:

Հիմնական տեսական պատկերացումը, ըստ առաջին հեղինակ և Օտտավայի համալսարանի շրջանավարտ Չենգ Լիի, այն էր, որ բևեռացման խճճվածությունը կախված է միայն լույսի տատանումների ուղղության կարգավորվածությունից, այլ ոչ թե դրա գույնից կամ տարածական կոհերենտությունից: «Մենք մեր փորձարարական սարքավորումը նախագծել ենք այնպես, որ տարբեր գույների և տարածման ուղղությունների պատճառով առաջացած տարբերությունները չազդեն ֆոտոնների բևեռացման վրա», — բացատրել է Լին Interesting Engineering-ին տված հարցազրույցում:interestingengineering

Արևի լույսը միլիմետրային չափի բյուրեղի վրա կենտրոնացնելը լուրջ ինժեներական մարտահրավեր էր: Թիմն օգտագործել է Մաքս Պլանկի ինստիտուտի Հանիե Ֆատահիի կողմից մշակված արևային կոնցենտրատորը, որն օգտագործում է պատուհանի չափի Ֆրենելի ոսպնյակ և ապակե կոն՝ լույսը մարդու մազի հաստության օպտիկական մանրաթելի մեջ սեղմելու համար: Բացօթյա փորձը անցկացվել է Գերմանիայի Էրլանգեն քաղաքի Մաքս Պլանկի լույսի գիտության ինստիտուտում:bioengineer+1

Հետևանքները տիեզերքի և էներգետիկայի համար

Այս ցուցադրությունը ճանապարհ է հարթում դեպի քվանտային հաղորդակցման համակարգեր, որոնք չեն պահանջում ներկառուցված լազերներ կամ դրանց ուղեկցող սնուցման աղբյուրներ և սառեցման սարքավորումներ: Արբանյակներն արդեն իսկ ստանում են ինտենսիվ, անխափան արևի լույս, ինչը նրանց դարձնում է այս մոտեցման համար բնական թեկնածուներ:

«Այս տեխնոլոգիան մի օր կարող է արբանյակներին հնարավորություն տալ ստեղծել անվտանգ գաղտնագրման բանալիներ՝ օգտագործելով տիեզերքում առկա արևի լույսը՝ նվազեցնելով ներկառուցված լազերների և օժանդակ սարքավորումների կարիքը», — ասել է Լին: Հայեցակարգը կարող է նաև նվազեցնել քվանտային հաշվարկների և զգայուն համակարգերի մասշտաբայնացման էներգետիկ բեռը:interestingengineering+1

Հետազոտողները շեշտում են, որ աշխատանքը դեռևս սկզբունքային ապացույց է: Պայծառության, կայունության և խճճվածության որակի բարելավումներ են անհրաժեշտ, նախքան դաշտային պայմաններում կիրառելի սարքը գործնական կդառնա: Ըստ Quantum Zeitgeist-ի, գեներացման տեմպերը հասել են մոտավորապես 1600 խճճված զույգի մեկ վայրկյանում՝ պոմպային հզորության մեկ միլիվատի դիմաց, ինչը համեմատելի է լազերային պոմպային SPDC-ի հետ:bioengineer+1