Kwantowe splątanie cząstek od dawna fascynuje naukowców i otwiera możliwości, które mogą zrewolucjonizować technologie przyszłości. Fizycy z Instytutu Maxa Plancka w Niemczech zaproponowali nową metodę, która umożliwia splątanie dwóch zupełnie różnych rodzajów cząstek – fotonu, czyli jednostki światła, oraz fononu, kwantowego odpowiednika fali dźwiękowej. Metoda ta, nazwana splątaniem optoakustycznym, może stać się kluczowym krokiem w budowie bardziej odpornych na zakłócenia urządzeń kwantowych.

Tradycyjne kwantowe splątanie polega na tym, że właściwości dwóch cząstek zostają ze sobą skorelowane, a pomiar jednej natychmiast określa stan drugiej, niezależnie od odległości. W przypadku nowej metody naukowcy skupili się na hybrydowym systemie, w którym fotony i fonony oddziałują na siebie dzięki procesowi rozpraszania Brillouina. To zjawisko fizyczne polega na tym, że światło rozprasza się na dźwiękowych wibracjach cieplnych atomów w materiale.

Zaproponowany system wykorzystuje specjalny układ w postaci falowodów, w którym impulsy światła laserowego i fal akustycznych indukują rozpraszanie. Dzięki różnicy prędkości cząstek (światło porusza się znacznie szybciej niż dźwięk) dochodzi do interakcji, która splata te różne kwantowe byty.

Jednym z największych atutów tej metody jest możliwość jej zastosowania w wyższych temperaturach, co eliminuje konieczność stosowania kosztownego sprzętu kriogenicznego. To czyni technologię bardziej dostępną i praktyczną w zastosowaniach, takich jak komunikacja kwantowa, obliczenia czy przechowywanie danych.

Autorzy badania podkreślają, że metoda działa w szerokim zakresie częstotliwości zarówno dla światła, jak i dźwięku. Dzięki temu może znaleźć zastosowanie w takich dziedzinach jak teleportacja kwantowa, metrologia czy komunikacja wspomagana splątaniem.

Mimo że technika wymaga dalszych badań i eksperymentów, już teraz pokazuje ogromny potencjał w kwantowych systemach hybrydowych. Jeśli zostanie skutecznie rozwinięta, splątanie optoakustyczne może stać się fundamentem nowych technologii, które przekroczą granice między światem klasycznym a kwantowym.

Źródło: Science Alert