Fasci di fotoni. La foto è stata scattata da CCD-matrix. Credito:Egor Kovlakov
I membri della Facoltà di Fisica dell'Università Statale Lomonosov di Mosca hanno elaborato una nuova tecnica per creare stati di fotoni entangled. Hanno descritto la loro ricerca in un articolo pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica .
Stanislav Straupe, Dottore in Scienze in Fisica e Matematica e uno dei coautori dice, "Gli stati entangled sono tipici e generali. L'unico problema è che per la maggior parte delle particelle, l'interazione con l'ambiente distrugge l'entanglement. E i fotoni non interagiscono quasi mai con altre particelle. Così, sono un oggetto molto conveniente per esperimenti in questo campo. La maggior parte delle sorgenti luminose che incontriamo nella vita quotidiana sono classiche, ad esempio, il Sole, stelle, lampade ad incandescenza, e così via. Anche la radiazione laser coerente è classica. Creare una luce non classica non è cosa facile. Potresti, ad esempio, isolare un singolo atomo o una struttura artificiale come un punto quantico e rilevarne la radiazione:questo è il modo per ottenere singoli fotoni".
La down-conversion parametrica spontanea nei cristalli non lineari è più comunemente usata per ottenere stati di fotoni entangled. In questo processo, un raggio laser si divide in due. Mentre questo avviene, gli stati dei fotoni diventano correlati, impigliato a causa delle leggi di conservazione. Egor Kovlakov, uno studente di dottorato dell'Università statale di Mosca Lomonosov e un coautore afferma:"Nel nostro progetto, abbiamo offerto e testato una nuova tecnica per creare entanglement spaziale. Le coppie di fotoni generate nel nostro esperimento si propagano per fasci, che si correlano nel profilo spaziale."
Gli studi sugli stati di fotoni entangled sono iniziati negli anni '70, e oggi, sono utilizzati più attivamente nella crittografia quantistica, un'area relativa al trasferimento di informazioni quantistiche e alla comunicazione quantistica.
Stanislav Straupe dice, "La crittografia quantistica non è l'unica applicazione possibile, ma al momento, è il più avanzato. A differenza della comunicazione classica, in cui è sufficiente utilizzare un alfabeto binario (0 o 1), tutto è più complicato nella comunicazione quantistica. Si scopre che il miglioramento della dimensione dell'alfabeto non solo aumenta la quantità di informazioni codificate in un fotone, ma rafforza anche la sicurezza della comunicazione. Ecco perché sarebbe interessante sviluppare sistemi di comunicazione quantistica basati anche sulla codifica delle informazioni nel profilo spaziale dei fotoni." Gli scienziati ritengono che in futuro, la loro soluzione potrebbe essere applicata per creare un canale ottico con un satellite, dove non è possibile installare una guida in fibra ottica, fondamentale per la comunicazione in fibra ottica.