Квантовая физика вырвалась из морозилки: стеклянную наночастицу запутали со светом при комнатной температуре
Физики впервые получили устойчивую квантовую запутанность между движением стеклянной наночастицы и светом, который покидает экспериментальную установку. Результаты получили при комнатной температуре, без криогенного охлаждения всей системы. Такой подход может пригодиться для передачи квантовых состояний и экспериментов на границе квантового и привычного нам мира.
Исследователи удерживали в вакууме стеклянную сферу диаметром около 100 нм, примерно с крупный вирус. Сфокусированный лазер работал как оптический пинцет и держал частицу между двумя зеркалами, образующими оптический резонатор.
Два лазерных поля выполняли разные задачи. Первое охлаждало и стабилизировало колебания сферы, приближая движение её центра масс к квантовому режиму. Второе заставляло движение частицы и электромагнитное поле образовать общее квантовое состояние. Поэтому комнатная температура относится к самой установке: движение наносферы физики всё же охлаждали лазером.
Главная особенность опыта проявилась после выхода света из резонатора. Квантовые корреляции сохранились в распространяющемся световом поле, которое можно направить к другому устройству. Параметр разделимости опустился до 0,918 ± 0,029 при пороге 1, ниже которого классические корреляции уже не объясняют измерения. Эффект сохранялся в полосе частот шириной более 40 кГц.
Авторы рассматривают левитирующие наночастицы как возможный интерфейс для будущих квантовых сетей. Механическое движение сферы теоретически сможет принимать квантовое состояние света, некоторое время хранить его и затем отдавать обратно. Пока физики продемонстрировали саму устойчивую запутанность, а не готовую квантовую память.