Физики показали, как можно целенаправленно формировать свет на квантовом уровне в пространстве и времени, создавая многомерные квантовые состояния.
Тщательно контролируя пространственный узор фотона, его временны́е характеристики и спектр, специалисты Университета Витватерсранда в Южной Африке совместно с коллегами из Автономного университета Барселоны конструируют так называемые структурированные фотоны — частицы света, созданные под конкретную задачу.
Такие «сделанные на заказ» фотоны открывают новые возможности для квантовой связи большой емкости и квантовых технологий следующего поколения. Главное преимущество в том, что каждый структурированный фотон способен нести больше информации и эффективнее противостоять помехам — это делает технологию особенно привлекательной для защищенных систем квантовой коммуникации.
«Подстройка квантовых состояний, когда квантовый свет конструируется для конкретной цели, в последнее время набрала темп и наконец начинает раскрывать свой полный потенциал, — говорит соавтор работы, профессор Университета Витватерсранда Эндрю Форбс. — Двадцать лет назад набор инструментов для этого практически отсутствовал. Сегодня у нас есть компактные и эффективные источники структурированного квантового света на чипах, способные создавать и контролировать квантовые состояния».
Среди технологий, которые превращают структурированные квантовые состояния из лабораторных концепций в практические системы, — интегрированная фотоника на чипах, нелинейная оптика и многоплоскостное преобразование света. Эти методы находят применение в визуализации, сенсорике и квантовых сетях.
Источник: hi-tech.mail.ru