Күн сәулесі алғаш рет кванттық шиеленіс генерациясы үшін қолданылды: фотондық технологиялардағы серпіліс
Халықаралық зерттеушілер тобы жақында ғана мүмкін емес деп саналған нәрсені жасады: шоғырландырылған күн сәулесі кванттық-шиеленіскен фотондар жұбын жасау үшін сәтті қолданылды. Эксперименттік нәтижелер беделді ғылыми басылым Optica журналында жарияланды, ал авторлар қатарында — Оттава университеті мен Макс Планк атындағы Жарық ғылымы институтының (Германия) жетекші мамандары бар.
Жұмыстың негізінде күн сәулесін төмен қарай спонтанды параметрлік шашырау үшін сорғы көзі ретінде пайдалану жатыр — бұл шиеленіскен күйлерді генерациялаудың классикалық әдісі. Осы уақытқа дейін лазерсіз мұндай жұмыс істеу мүмкін емес деп саналды: олардың жоғары когеренттілігі мен қуат тығыздығы міндетті шарттар сияқты көрінді. Алайда менің талдауым бұл сенімнің шамадан тыс консервативті болғанын көрсетеді.
Когерентсіздік — үкім емес
Эксперименттің негізгі қорытындысы: күн сәулесінің кеңістіктік және уақыттық когерентсіздігі поляризациялық шиеленісті генерациялау үшін сыни кедергі емес. Жарықтың поляризацияны сақтауы және тиімді фокусталуы жеткілікті. Бұл кванттық оптикадағы лазерлердің «баламасы жоқ» деген қалыптасқан догманы жоққа шығарады.
Нәтижеге жету үшін команда күрделі концентрация жүйесін жасады: сәулеленуді жинау ауданы 1,4 шаршы метрді құрады. Ағын Френель линзасымен фокусталды, содан кейін шыны конустық концентратор мен көпмодалы оптикалық талшық арқылы өтіп, содан соң сызықты емес кристалға берілді.
Нәтижелер мен перспективалар
Шығу кезінде ғалымдар дерлік 94% дәлдікпен поляризациялық-шиеленіскен фотондарды және Белл теңсіздігін бұзатын корреляцияларды тіркеді. Бұл нағыз кванттық шиеленістің даусыз дәлелі. Айта кету керек, генерацияның нормаланған тиімділігі лазерлік қондырғылармен салыстырымды болып шықты.
Жұмыстың практикалық маңызы зор. Ұсынылған тәсіл фотондық кванттық жүйелердің энергия тұтынуын түбегейлі төмендете алады, бұл әрбір ватт есептелетін қолданбалар үшін өте маңызды. Мәселе спутниктік платформалар мен планетааралық миссиялар туралы болып отыр, мұнда дәстүрлі лазерлік көздер тым қымбат.
Бұл серпіліс табиғи жарықпен жұмыс істейтін автономды кванттық байланыс жүйелерін құруға жол ашады. AWS, Nvidia және NASA-ның кванттық есептеулер үшін суперкомпьютерлер қажеттілігі туралы соңғы бағалаулары контекстінде бұл жетістік кванттық технологиялардың болашағы біз ойлағаннан әлдеқайда энергия тиімді болуы мүмкін екенін көрсетеді.
Менің сараптамалық пікірім: бұл жай зертханалық қызық емес, кванттық оптика парадигмасындағы стратегиялық өзгеріс. Лазерлердің орнына күн сәулесін пайдалану энергия тиімділігі басты фактор болып табылатын ғарыш саласында кванттық байланыстарды жаппай енгізуге катализатор бола алады.