Исследование Сергея и Михаила Подошведовых, сотрудников Лаборатории квантовой инженерии света Южно-Уральского государственного университета, опубликованное в научном журнале JOSA B, попало в престижный международный дайджест Spotlight on Optics («В центре внимания оптики»). Ежемесячно крупное международное издательство Optica Publishing выбирает две самые выдающиеся статьи из десятков журналов, для включения в дайджест, свободный доступный и учёным, и студентам всей планеты.
«Поздравляем! Издательство Optica с удовольствием сообщает вам, что ваша статья, посвящённая переносу запутанности от нелокального фотона к негауссовым квантовым состояниям, выбрана для включения в дайджест Spotlight on Optics, – сообщает в письме челябинским учёным редактор дайджеста Чжан Чжэнчжэн. – Ваша статья находится в превосходной компании, собрать которую оказалось возможным благодаря вашим талантам».
Профессор Сергей Подошведов и аспирант Михаил Подошведов разработали концепцию переноса квантовой запутанности (Transfer of Quantum Entanglement, TQE) очень важный для квантовых методов передачи информации.
В основе подхода – понятие «нелокальный фотон» – квантовая частица, которая может одновременно находиться в двух разных местах.
Исследователи использовали это уникальное свойство, чтобы передать его запутанность двум другим, изначально не взаимодействовавшим, квантовым состояниям света.
Ключевое новшество заключается в том, что единственным исходным квантовым ресурсом является этот нелокальный фотон, а итоговая квантовая запутанность возникает между двумя непрерывными переменными состояниями без их прямого взаимодействия.
Таким образом возникает связь между удалёнными друг от друга квантовыми узлами.
До сих пор ключевой проблемой при создании квантовых сетей была низкая и непредсказуемая вероятность успеха при попытке связать удаленные узлы. Вероятность точной передачи информации (в нашем случае «запутанности») была меньше 25%.
Идея учёных ЮУрГУ взять фотон, «вычтенный» из сжатого вакуума, повысила эффективность передачи запутывания до 98%. А это колоссальный прорыв на пути к практической реализации оптической квантовой связи.
«Нами показан потенциал не-гауссовых состояний, как они помогают в создании улучшенного протокола переноса запутанности, – рассказал молодой учёный, аспирант ЮУрГУ Михаил Подошведов. – Измерительно-индуцированные состояния определённой чётности на основе одиночных фотонов, вычтенных из одномодового сжатого вакуума, позволяют повышать вероятность переноса запутанности почти в четыре раза по сравнению с просто одномодовым сжатым вакуумом».
Проект реализуется в рамках Грантовой программы В.Б. Христенко «Шаг в будущее». Это программа ежегодной финансовой поддержки программы развития Университета в рамках «Приоритет-2030». Гранты предоставляются на проведение перспективных исследований, формирование кадрового резерва и реализацию уникальных образовательных программ (компонентов), определяющих вектор развития ЮУрГУ и Челябинской области.
Исследование поддержано грантом Российского научного фонда (25-12-20026).
Больше новостей на канале ЮУрГУ в МАКС.