Физики собрали и настроили мобильную оптическую схему распределения запутанных пар фотонов. Они использовали дроны в качестве площадки для частей схемы и смогли разнести фотоны на расстояние одного километра. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.

В основе множества современных экспериментов и их применений в квантовых технологиях лежит квантовая запутанность. Состояния фотонов из запутанной пары можно телепортировать, передавать или использовать в вычислениях. Подробно об этом рассказывает материал «Квантовая азбука: Телепортация».

Квантовая запутанность неотрывно связана с нелокальностью — возможностью измерять свойства одной частицы с помощью другой, не взаимодействующей с первой. Нарушение локальности возможно только в квантовой механике и экспериментальное подтверждение этого явления — нарушение неравенств Белла. Этому явлению посвящен материал «Квантовая азбука: Нелокальность».

Если процесс приготовления запутанных фотонов (или атомов) уже не вызывает вопросов, то их передача оставляет пространство для рассуждений и экспериментов. Например, сигнал от источника запутанных пар можно передавать по волокну (чаще всего используют на длинах волн 1550 или 1300 нанометров) или через открытое пространство (видимый или ближний ИК диапазоны).

В первом случае ученые сталкиваются с большими потерями в волокне (сигнал быстро затухает), во втором случае передавать фотоны на большие расстояния мешает расхождение пучка из-за дифракции. Тем не менее технические ухищрения помогают воплотить в жизнь эксперименты с запутанными фотонами. Физикам уже удалось обменяться запутанными фотонами через 100 километров оптоволкна и даже запустить первую станцию квантовой спутниковой связи.

Команда физиков под руководством Ши-Нин Чжу (Shi-Ning Zhu) из университета Нанджунга предложила мобильную схему передачи запутанных пар с помощью дронов.