Za eksperymentami w tym zakresie stoją przedstawiciele Instytutu Maxa Plancka, którzy dokonali bardzo istotnej rzeczy. Dzięki ich wysiłkom została opisana nieznana do tej pory metoda splątania fotonów optycznych z fononami. Te ostatnie są kwazicząstkami reprezentującymi fale dźwiękowe. O kulisach przeprowadzonych badań ich autorzy piszą na łamach Physical Review Letters.
Czytaj też: Światło zamiast spalin. Przełomowa metoda produkcji wodoru
Ich dokonania są istotne z kilku względów, przy czym za najważniejszy można uznać fakt, iż dowiedli tym sposobem, że możliwe jest tworzenie układów hybrydowych z różnymi typami cząstek połączonych ze sobą na dużą odległość. Nie bez powodu Albert Einstein nazywał to zjawisko upiornym działaniem na odległość.
Przypomnijmy, że za sprawą splątania kwantowego istnieje możliwość powiązania ze sobą cząstek w taki sposób, że oddziaływanie na jedną będzie miało wpływ również na drugą – bez względu na dzielący je dystans. Może to dawać naprawdę zaskakujące efekty, ponieważ taka zależność będzie widoczna nawet w sytuacji, gdy splątane cząstki będą od siebie oddalone o miliardy lat świetlnych.
Możliwości płynące ze splątania kwantowego są naprawdę ogromne. Niedawno naukowcy powiązali ze sobą w ten sposób fotony i fonony
To z kolei toruje drogę do mnóstwa potencjalnych zastosowań, choćby w odniesieniu do technologii pozwalających na prowadzenie bezpiecznej komunikacji. Sami zainteresowani określają nowo opisany fenomen mianem splątania optoakustycznego, w którym łączą się dwa odrębne światy, czyli światło i dźwięk. Nowa metoda opiera się na tzw. rozpraszaniu Brillouina. Takie podejście jest zgodne z przetwarzaniem sygnałów kwantowych i może działać nawet przy wysokich temperaturach otoczenia.
O ile wcześniej fizycy zajmowali się splątaniem łączącym elektrony z elektronami bądź fotony z fotonami, tak tym razem postanowili zająć się czymś zdecydowanie bardziej wymagającym. Dlaczego? Bo w tej “podstawowej” (choć wciąż bardzo imponującej formie) splątanie kwantowe ma tendencję do wykazywania niższej stabilności ze względu na właściwości fotonów. To z kolei ogranicza ich zastosowanie chociażby w odniesieniu do tworzenia pamięci kwantowej.
Czytaj też: Chiński biznesmen zrównał Muska z ziemią. “Nigdy nie odniesie sukcesu”
Stosując podejście odnoszące się do hybrydowego splątania kwantowego naukowcy mogliby zyskać zdecydowanie więcej opcji. Oczywiście za wielkimi możliwościami idą też większe wymagania, ponieważ fotony i fonony mają różne właściwości oraz naturę. Te pierwsze są bezmasowe i przenoszą energię elektromagnetyczną, podczas gdy w przypadku drugich mówimy o kwazicząstkach reprezentujących drgania. Do zasypania luk dzielących obie te cząstki potrzeba było wyjątkowego podejścia. I członkowie zespołu stojącego za ostatnimi badaniami najwyraźniej takowe opracowali.
Do wygenerowania splątania wykorzystali rozpraszanie Brillouina, które pojawia się, gdy światło oddziałuje z drganiami atomów lub cząsteczek w materiale. Powstałe pary, złożone z fotonów i fononów, są przy tym bardziej stabilne i mniej podatne na zmiany temperatury.