Күн сәулесі алғаш рет кванттық шиеленіс жасау үшін қолданылды — фотондық технологиялардағы серпіліс
Халықаралық физиктер коллаборациясы кванттық технологияларды дамытуда маңызды қадам жасап, шоғырланған күн сәулесінің кванттық-шарпысқан фотондар жұбын генерациялай алатынын дәлелдеді. Беделді Optica ғылыми басылымында жарияланған бұл жұмыстың нәтижелері энергия тиімді кванттық жүйелерді құру үшін жаңа көкжиектер ашады.
Лазерлер енді жалғыз жол емес
Оттава университеті мен Макс Планк атындағы Жарық ғылымы институтының мамандарының күш-жігерін біріктірген зерттеуде күн сәулесі спонтанды параметрлік шашыраудың төмен қарай ағыны үшін сорғы көзі ретінде қызмет етті — бұл шарпысқан фотон жұптарын алудың негізгі әдісі. Бұл эксперимент лазерлер жарықтың кванттық күйлерін дайындауға баламасыз құрал деген қалыптасқан пікірді күмәнға айналдырады.
Ұзақ уақыт бойы лазерлік сәулеленудің жоғары когеренттілігі мен қуат тығыздығы мұндай тапсырмалар үшін таптырмас деп саналды. Алайда менің әріптестерім керісінше дәлелдеді: күн сәулесінің кеңістіктік және уақыттық некогеренттілігі поляризацияның сақталуы және ағынның жеткілікті фокусталуы жағдайында поляризациялық шарпысуды генерациялау үшін сыни кедергі емес.
Эксперименттің техникалық детальдары
Нәтижеге жету үшін команда жинау ауданы 1,4 шаршы метрді құрайтын күн сәулесін шоғырландыру жүйесін құрастырды. Жарық Френель линзасымен фокусталып, шыны конустық концентратор мен көпмодалы оптикалық талшық арқылы өтіп, содан кейін сызықты емес кристаллға бағытталды. Шығуда зерттеушілер 94% дәлдікке жететін поляризациялық-шарпысқан фотондарды және Белл теңсіздігін бұзатын корреляцияларды тіркеді — бұл құбылыстың шынайы кванттық табиғатының сенімді растауы.
Айта кету керек, генерацияның нормаланған тиімділігі лазерлік қондырғылармен салыстырмалы болып шықты. Менің бағалауымша, бұл жаңалық фотондық кванттық жүйелерді жобалау тәсілін түбегейлі өзгерте алады, әсіресе қатаң энергетикалық шектеулер жағдайында.
Практикалық перспективалар
Әзірлеме кванттық құрылғылардың энергия тұтынуын төмендету жолын ашады, бұл әрбір ватт энергияның маңызды болып табылатын спутниктік жүйелер мен планетааралық миссияларда қолдану үшін өте маңызды. Бұл әсіресе AWS және Nvidia сияқты жетекші технологиялық корпорациялардың кванттық есептеулерді қолдау үшін суперкомпьютерлік инфрақұрылым қажеттілігі туралы соңғы бағалаулары аясында өзекті.
Менің сараптамалық көзқарасым: Бұл жетістік — жай зертханалық қызық емес, кванттық технологияларды демократияландыруға бағытталған маңызды қадам. Энергияны көп қажет ететін лазерлердің орнына жаңартылатын жарық көзін пайдалану кванттық коммуникациялық желілерді құруды айтарлықтай арзандатып, жеңілдетуі мүмкін. Алайда коммерциялық енгізуге дейін мұндай жүйелерді нақты пайдалану жағдайында масштабтау және тұрақтылық мәселелерін шешу қажет.