Кайн Форбс (Kayn A. Forbes), Джек Форд (Jack S. Ford) и Дэвид Л. Эндрюс (David L. Andrews) из Университета Восточной Англии обнаружили новый механизм, связанный с созданием парных легких частиц, который может оказать значительное влияние на развитие квантовой физики. Оказалось, что когда фотоны — фундаментальные частицы света — создаются парами, они могут появляться из разных, а не одинаковых локаций. Свои результаты ученые опубликовали в статье в журнале Physical Review Letters.
Это исследование может иметь серьезные последствия для квантовой физики, теоретической основы современной физики. До сих пор по умолчанию предполагалось, что такие фотонные пары обязательно появляются в одной точке пространства.
Группа изучала процесс спонтанного параметрического понижающего преобразования (SPDC), в котором пучки фотонов проходят через кристалл, создавая запутанные пары фотонов.
Квантовая запутанность — поразительное явление, когда частицы настолько тесно связаны друг с другом, что то, что влияет на одну из них, напрямую и моментально влияет на другую, — широко используется в лабораториях в многочисленных процессах, от разработки квантовой криптографии до квантовой телепортации.
«Когда возникающие пары в равной степени делят энергию ввода, это называется вырожденным понижающим преобразованием или DDC. — сказал профессор Дэвид Эндрюс. — До сих пор считалось, что такие парные фотоны происходят из одного и того же места. Теперь вновь обнаруженный делокализованный механизм показывает, что каждая пара фотонов может излучаться из пространственно разделенных точек, вводя новую позиционную неопределенность фундаментального квантового происхождения».
Запутанность квантовых состояний в каждой паре имеет важное значение для квантовых вычислений — теоретические (пока) вычислительных системы, которые смогут с невероятной скоростью решать проблемы из области больших данных, — а также в других областях квантовой физики.
