Физики впервые разделили фотон на три новых фотона

Учёные впервые прямо сгенерировали три фотона из одного. Достижение, обещающее прорыв в квантовых технологиях, описано в научной статье, опубликованной в журнале Physical Review X.

Спонтанное параметрическое рассеяние (СПР) было открыто ещё в прошлом веке. Это явление заключается в том, что фотон разделяется в кристалле на два фотона меньшей энергии. Эти два дочерних фотона оказываются запутанными между собой, так что СПР стало важнейшим методом получения запутанных фотонов. Последние важны как для проверки фундаментальных принципов квантовой механики, так и для приложений, скажем, для квантовых систем связи.

Теперь физики из Канады, Испании и Швеции совершили следующий революционный шаг. Они научились разделять фотон не на пару, а на тройку дочерних частиц.

"Учитывая, что это исследование позволяет нам превзойти известную возможность разделять один фотон на два запутанных дочерних фотона, мы надеемся, что открыли новую область исследований", - говорит глава исследовательской группы Кристофер Уилсон (Christopher Wilson) из Университета Ватерлоо.

Авторы использовали параметрическую генерацию излучения в сверхпроводящем резонаторе, чтобы разделять фотоны микроволнового диапазона на тройки. Подробно изучив полученные кванты, исследователи убедились, что они действительно образуются в ходе нужного процесса. Правда, их запутанность пока не продемонстрирована прямым экспериментом, и учёные планируют заняться этим в дальнейшем.

В пресс-релизе исследования отмечается, что достигнутое состояние излучения относится к так называемым негауссовым. Они очень важны для создания квантовых компьютеров, превосходящих классические машины. Вместе с тем их чрезвычайно сложно моделировать, что, разумеется, доставляет физикам немало хлопот.

К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о том, как физики МГУ разоблачили "квантового вампира".