Американские физики из университета Райса разработали теоретический метод, который поможет извлечь квантовую запутанность из материалов и использовать ее при создании компьютеров, сенсоров и других устройств нового поколения.
Квантовая запутанность — это особое состояние, при котором частицы остаются связанными друг с другом даже на больших расстояниях. Явление считают одним из ключевых ресурсов для развития квантовых технологий, однако работать с ним в материалах, содержащих огромное количество частиц, значительно сложнее, чем в небольших лабораторных системах.
Согласно новой теории, материал необходимо поместить в небольшую зеркальную полость и приблизить к так называемой квантовой критической точке — состоянию, в котором он находится на границе между двумя различными квантовыми фазами. После этого в систему вводят фотоны, которые начинают взаимодействовать с материалом и образуют с ним общее квантово-запутанное состояние.
Как объясняют исследователи, такой подход фактически «переносит» квантовую запутанность из материала в свет. Поскольку фотоны проще изучать и контролировать, ученые смогут исследовать свойства запутанных состояний и применять их в практических устройствах. «В конечном счете это открывает путь к использованию квантового света для извлечения квантовой запутанности из материи», — заявил руководитель исследования Цимяо Сы.
По словам авторов работы, предложенный метод может стать основой для создания новых квантовых сенсоров и других технологий, использующих квантовые свойства материалов. Кроме того, он открывает новые возможности для изучения так называемых квантово-критических материалов, которые рассматривают как перспективную платформу для электроники будущего.
