Физики продемонстрировали первое устройство, способное усиливать информацию в единственной частице света без какого-либо дополнительного шума.

 Ученые из университета Гриффита, университета Квинсленда и университета науки и техники Китая сумели усилить шумное квантовое состояние единственного фотона без добавочного шума; фактически усиление, напротив, даже сократило шум в квантовом состоянии.

Результаты исследования опубликованы на сайте издания Nature Physics.

Ведущий ученый и лидер научной группы, исследующей усиление фотонов, профессор Джеф Прайд отметил, что инновационный прорыв непременно обеспечит новый инструмент для всех видов новых квантовых технологий.
 
«Впервые информация, хранившаяся в единственном фотоне, была усилена», сказал профессор Прайд. „Технология работает, комбинируя шумное квантовое состояние с чистым единственным фотоном в усилителе, а также задействуя квантовую телепортацию, чтобы передать информацию новому фотону. Самое очевидное применение этой технологии — усовершенствованное квантовое шифрование; секретная передача сообщений, которая, если верить физическим законам, является совершенно безопасной“.

Ожидается, что результаты будут стимулировать дальнейший интерес научной общественности к фундаментальным законам, которые управляют тем, насколько хорошо могут работать усилители, и в разработке использования бесшумных усиливающих технологий для других приложений квантовых информационных технологий.

Профессор Тим Ральф из университета Квинсленда добавил, что данный прорыв послужил кульминацией многолетним исследованиям. „Мы в течение четырех лет разрабатывали идеи и экспериментальные методы, которые привели к прорыву“, заметил он. „Квантовая информация весьма полезна, но в то же время очень хрупкая, и обычные технологии усиления разрушают ее. Основная особенность нашего фотонного усилителя в том, что он сохраняет квантовую информацию в целости и помогает преодолеть текущие дистанционные ограничения квантовых коммуникаций“.

Источник