Физики впервые закодировали информацию голограммы с помощью запутанных фотонов. Это открытие может стать решающим шагом в развитии голографии как средства связи. Метод, использованный учеными, может быть полезен для будущих квантовых компьютеров и повысить разрешение изображений в областях, где уже применяется голографический подход.
Голография как способ дистанционного общения — давняя тема разговоров, реализованная пока лишь в кино фантастики.
Голография – метод создания двумерных изображений трёхмерных объектов, используемый в разных областях, но его применение ограничено низким разрешением. Примером служит её использование в медицинской микроскопии для визуализации.
Ученые из Глазго впервые разработали метод кодирования информации в голограмме с помощью запутанных фотонов. Новая технология использует луч света лазера, разделенный на два пути, как и в традиционной голографии. В новом методе оба лазерных луча не сходятся.
Вместо этого применяются исключительные характеристики квантового переплетения — явления квантовой механики, которое до сих пор не вполне понятно, но подтвержденное экспериментально на протяжении многих лет.
Два лазера генерируют два луча фотонов, состояние которых связано. Если один фотон воспринимается, другой мгновенно изменяет свое состояние, независимо от их удаленности друг от друга.
Два пучка переплетенных фотонов направляют в различные места, а уровень фазовой интерференции, обусловленный запутыванием, служит информацией для формирования голограммы на камере. голограммаПолучается измерением корреляции позиций идентичных запутанных фотонов с помощью разных камер.
«Разработанный нами процесс устраняет ограничения классической когерентности и вводит голографию в квантовую сферу. Использование запутанных фотонов предлагает новые способы создания более четких и детальных голограмм, что открывает возможности для практического применения этой техники. — разъясняет Хьюго Дефенн, исследователь из Глазго, руководитель исследования.
Даниэле Фаччио, исследователь из Глазго и руководитель группы, проведшей исследование, отмечает, что датчики ПЗС-камер, использованные в эксперименте, обладают исключительной детализацией — до 10 000 пикселей на изображение каждого запутанного фотона.
Благодаря этому разрешению удалось измерить количество фотонов в потоках и их запутанность с удивительной точностью. Для работы будущих квантовых компьютеров и сетей связи потребуется высокая степень контроля над запутанными частицами. Такой уровень детализации приближает нас к реальным изменениям в этих динамично развивающихся отраслях. Это впечатляющий прорыв, который мы планируем продолжить своими дальнейшими разработками. — рассказывает исследователь. Исследование появилось в журнале. .