Исследование, проведенное в Технионе, выявило новую форму квантовой запутанности фотонов в наноразмерных структурах, что может существенно повлиять на миниатюризацию квантовых коммуникаций и вычислительных компонентов. Квантовая запутанность, впервые описанная Эйнштейном и его коллегами в 1935 году, позволяет состоянию одной частицы мгновенно влиять на другую, независимо от расстояния между ними.
Профессор Ашера Перес и его коллеги из Техниона показали, что это свойство может использоваться для квантовой телепортации*, что стало основой квантовых связей. За это открытие профессора получили Нобелевскую премию по физике в 2022 году. Квантовая запутанность была продемонстрирована для различных частиц, включая фотоны, которые могут запутываться по различным свойствам, включая полный угловой момент.
Исследователи обнаружили, что фотоны в наноразмерных системах, значительно меньших длины волны, запутываются не обычными свойствами, а именно по полному угловому моменту. Это открытие, опубликованное в журнале Nature, может привести к созданию новых инструментов для квантовых коммуникаций и вычислений, а также к их значительной миниатюризации.
Превращение, происходящее в нанометрической системе из двух фотонов в запутанное состояние по их полному угловому моменту. Изображение: Шалом Буберман, Shultzo3d.
*Квантовая телепортация — это процесс передачи квантового состояния одной частицы (например, фотона, электрона или атома) на другую частицу, находящуюся на расстоянии, без физического перемещения самой частицы. Это явление основано на принципе квантовой запутанности, который позволяет двум частицам быть связанными таким образом, что изменение состояния одной частицы мгновенно влияет на состояние другой, независимо от расстояния между ними.
Дополнительная информация: Amit Kam et al, Near-field photon entanglement in total angular momentum, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08761-1
Источник: Researchers discover a new type of quantum entanglement