Չինացի գիտնականները նշանակալի բեկում են իրականացրել քվանտային օպտիկայում: Նրանք առաջին անգամ ցույց են տվել, որ սովորական արևի լույսը կարող է օգտագործվել ֆոտոնների կորելացված (փոխկապակցված/խճճված) զույգեր գեներացնելու համար, որոնք հանդիսանում են քվանտային կապի, հաշվարկների և վիզուալիզացիայի հիմնական տարրերը: Նախկինում դրա համար պահանջվում էին հզոր, կայուն լազերներ: Աշխատանքը հրապարակվել է «Advanced Photonics» ամսագրում:

Ինչպես է անցել փորձարկումը

Գլխավոր դժվարությունը կայանում էր արևի լույսի անկայունության մեջ. այն անընդհատ փոխում է պայծառությունը, ուղղությունը և անկման անկյունը: Սա հաղթահարելու համար Սյամենի համալսարանի հետազոտողները (Ուհուն Չժանի և Լիսյան Չենի ղեկավարությամբ) ստեղծել են Արեգակին հետևելու ավտոմատ համակարգ, որը նման է աստղագիտական մոնտաժակալին (մոնտիռովկային):

Հավաքված լույսը 20-մետրանոց բազմամոդ օպտիկամանրաթելով ուղղվում էր դեպի մթնեցված լաբորատորիա, որտեղ ընկնում էր կալիումի տիտանիլ ֆոսֆատից պատրաստված ոչ գծային բյուրեղի վրա: Բյուրեղում տեղի էր ունենում սպոնտան պարամետրական ցրում. մեկ ֆոտոնը վերածվում էր խիստ կորելացված ֆոտոնների զույգի:

Հաջողված «ուրվականային վիզուալիզացիա»

Գիտնականները ստացված ֆոտոնները կիրառել են «ուրվականային վիզուալիզացիայի» (ghost imaging) մեթոդում: Այս մեթոդում օբյեկտի պատկերը վերականգնվում է ոչ թե ուղղակի դիտարկմամբ, այլ ֆոտոնների զույգերի միջև առկա կորելացիաների շնորհիվ:

Արդյունքը տպավորիչ էր.

  • Պատկերի կոնտրաստայնությունը (հակադրությունը) հասել է 90,7%-ի:
  • Համեմատության համար՝ նմանատիպ լազերային տեղակայումը (405 նմ) ցույց է տվել 95,5%:
  • Գիտնականները հաջողությամբ ստացել են ինչպես պարզ թեստային պատկերներ, այնպես էլ ավելի բարդ երկչափ պատկեր՝ այսպես կոչված «ուրվականային դեմքը»:

Ինչու՞ է սա կարևոր

Տեխնոլոգիան հնարավորություն է բացում ստեղծելու քվանտային համակարգեր, որոնք աշխատում են բնական արևի լույսով՝ առանց բարդ և էներգատար լազերային սարքավորումների անհրաժեշտության: Սա հատկապես հեռանկարային է՝

  • Հեռավոր և դժվարամատչելի շրջանների համար,
  • Տիեզերական կիրառությունների համար,
  • Պասիվ համակարգերի համար, որոնք արտաքին էլեկտրասնուցում չեն պահանջում:

Հետագայում նախատեսվում է բարելավել որակն ու արդյունավետությունը լույսի հավաքման ավելի կատարյալ համակարգերի, նոր ոչ գծային բյուրեղների և մեքենայական ուսուցման ալգորիթմների օգնությամբ:

Կարճ ասած

Չինացի ֆիզիկոսներն առաջին անգամ ստացել են քվանտային ֆոտոնների կորելացված զույգեր՝ լազերի փոխարեն օգտագործելով սովորական արևի լույսը: Հետևման ավտոմատ համակարգի և հատուկ բյուրեղի օգնությամբ նրանք իրականացրել են հաջողված «ուրվականային վիզուալիզացիա»՝ 90,7% կոնտրաստայնությամբ: Հայտնագործությունը զգալիորեն պարզեցնում է քվանտային սարքերի ստեղծումը և դրանց կիրառումը հնարավոր է դարձնում դաշտային ու տիեզերական պայմաններում: