Жуткое действие на расстоянии продемонстрировано на спутнике SpooQy-1

Ученым удалось продемонстрировать квантовую запутанность на небольшом спутнике, вращающемся вокруг Земли.

Они разработали миниатюрное устройство, которое может генерировать пары фотонов, которые неразрывно связаны, что может помочь запустить быстрый и безопасный квантовый интернет.

Квантовая запутанность — это явление, при котором две частицы могут стать настолько переплетенными, что изменение свойств одной из них повлияет на другую, независимо от того, насколько далеко они находятся друг от друга.

Теоретически, фотоны могут находиться на противоположных сторонах вселенной и по-прежнему общаться между собой мгновенно.

Но это поднимает некоторые непростые вопросы физики. В конце концов, ничто не может двигаться быстрее света, но информация между фотонами, очевидно, делает это. Идея настолько удивила Эйнштейна, что он назвал ее «жутким действием на расстоянии».

Новый мини-спутник называется SpooQy-1, без сомнения, ссылка на знаменитую цитату Эйнштейна по этому вопросу (spooky action at a distance). Он несет в себе устройство, которое может генерировать пары фотонов, которые являются квантово запутанными, освещая синий лазерный диод на нелинейных кристаллах.

SpooQy-1 — не первый квантовый спутник — эта честь принадлежит китайскому Micius — но он, безусловно, самый маленький. Micius — полноразмерный спутник весом в 600 кг. Между тем, SpooQy-1 — это CubeSat, весом менее 2,6 кг и размером всего 20 х 10 см.

Micius отлично показал, что квантовая связь через спутник жизнеспособна, даже он сумел многократно побить рекорды расстояния квантовой телепортации, передавая запутанные фотоны на тысячи километров.

Но чтобы создать действительно глобальный квантовый интернет, потребуется сеть квантовых спутников. В идеале они должны быть маленькими и дешевыми в изготовлении и запуске, и именно здесь появляется SpooQy-1.

Ученые разработали и проверили CubeSat, чтобы убедиться, что он может надежно генерировать запутанные пары фотонов, при этом он меньше, легче и более энергоэффективен. Важно отметить, что он также должен был выдерживать условия космического запуска.

«В будущем наша система может стать частью глобальной квантовой сети, передающей квантовые сигналы приемникам на Земле или на других космических кораблях», — говорит Айтор Виллар, ведущий автор исследования.

«Эти сигналы могут быть использованы для реализации любого типа приложения квантовой связи, от распределения квантового ключа для чрезвычайно безопасной передачи данных до квантовой телепортации, где информация передается путем репликации состояния квантовой системы на расстоянии».

Исследование было опубликовано в журнале Optica.