Методика, которая поможет в работе с фотонными кубитами

N+1Наука

Фотон дважды зарегистрировали без его разрушения

Никита Козырев

Emanuele Distante et al. / Physical Review Letters, 2021

Физикам удалось дважды зарегистрировать один и тот же фотон и при этом не разрушить его. В качестве двух детекторов они использовали оптические резонаторы на атоме рубидия, между которыми фотоны путешествовали по оптоволокну. Ученые показали, что такое последовательное детектирование фотонов позволяет увеличить вероятность их регистрации и уменьшить шум. В будущем такой метод регистрации может упростить и ускорить работу с фотонными кубитами. Статья опубликована в журнале Physical Review Letters.

Обычно для того, чтобы зарегистрировать фотон, его необходимо поглотить. Это позволяет получить информацию о самом фотоне, но не дает возможности повторить такое измерение. Сама природа такого метода регистрации вносит ограничения на его возможности: так нельзя отследить эволюцию состояния одного и того же фотона во времени. Кроме того, в случае не идеальности детектора, фотон с определенной вероятностью может быть разрушен даже без его регистрации, а значит информация о нем будет потеряна.

Такие последствия особо неприятны в случае квантовых измерений, ведь в них состояние каждого конкретного фотона и его эволюция могут нести важную информацию. Тут особо полезными представляются концепт квантовых неразрушающих измерений, при которых сам факт измерения и его результат не влияет на неопределенности последующего измерения квантовой наблюдаемой при дальнейшей эволюции системы. На практике такой метод позволяет повторять одни и те же измерения без изменения их результата и обходить описанные выше проблемы разрушающих измерений.

Сами по себе квантовые неразрушающие измерения уже нашли применение в целом ряде областей: от детектирования гравитационных волн и астрономии до высокоточной метрологии. Такую методику используют при работе с индивидуальными ионами, сверхпроводящими кубитами и атомными ансамблями, но с фотонами все оказалось сложнее. Причиной стала сложность создания детекторов, которые были бы в состоянии зарегистрировать фотон без его поглощения.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Химики надышали аммиака в микрокапли воды Химики надышали аммиака в микрокапли воды

Что они представляют собой заряженные частицы, детектируемые с микрокаплями воды

N+1
Херст, масло Херст, масло

Выставка Cherry Blossoms — первая музейная экспозиция Дэмиена Херста во Франции

Harper's Bazaar
Наночастицы пластика могут принести ионы тяжелых металлов в организм человека Наночастицы пластика могут принести ионы тяжелых металлов в организм человека

Пагубное воздействие частиц нанопластика еще больше усиливается

ТехИнсайдер
Трудности переводчика Трудности переводчика

С какими проблемами сталкиваются переводчики

Forbes
Пять языков любви Пять языков любви

Секрет прочных отношений

kiozk originals
Орловский дуплет Орловский дуплет

Особую сложность при атрибуции портретов представляют изображения военных

Дилетант
Физики объяснили, почему некоторые квантовые системы не достигают равновесия Физики объяснили, почему некоторые квантовые системы не достигают равновесия

В некоторых квантовых системах равновесие не достигается никогда

Популярная механика
Дмитрий Бычков и Варвара Шаталова: Дмитрий Бычков и Варвара Шаталова:

Дмитрий Бычков и Варвара Шаталова — о скалолазании и любви

Караван историй
Дрейпинг: винтажный тренд в макияже, который изменит твое лицо Дрейпинг: винтажный тренд в макияже, который изменит твое лицо

Как с помощью дрейпинга освежить лицо?

Cosmopolitan
Прошел, словно и не бывало… Прошел, словно и не бывало…

Почему после отпуска ты чувствуешь себя уставшей и как отдыхать эффективно?

Лиза
10 аудиокниг для любителей спорта 10 аудиокниг для любителей спорта

Подборка книг для любителей спорта

Популярная механика
«Государство нас просто игнорирует». Как пациенты со спинально-мышечной атрофией борются за жизненно важные препараты «Государство нас просто игнорирует». Как пациенты со спинально-мышечной атрофией борются за жизненно важные препараты

Почему пациентам с СМА приходится отстаивать свое право на лечение?

СНОБ
Как говорить с нужными людьми, чтобы они отвечали: навыки деловой коммуникации в цифровую эпоху Как говорить с нужными людьми, чтобы они отвечали: навыки деловой коммуникации в цифровую эпоху

Советы, которые помогут получить максимум пользы от бизнес-коммуникации

Inc.
Шестое чувство времени Шестое чувство времени

О фильме «Время» М. Найта Шьямалана

Weekend
Искусство нахлыста. Кто умеет, тот ловит Искусство нахлыста. Кто умеет, тот ловит

В России нахлыст считается уделом тех, кто устал от обычной рыбалки

4x4 Club
Как пережить жару, холод и стресс: советы «Ледяного человека» Как пережить жару, холод и стресс: советы «Ледяного человека»

Вим Хоф известен как человек, умеющий переносить экстремальный холод

Популярная механика
Встретились по делу: как бизнес-миссии помогают решить проблемы промышленных экспортеров Москвы Встретились по делу: как бизнес-миссии помогают решить проблемы промышленных экспортеров Москвы

Бизнес-миссии: многие компании находят заказчиков и заключают контракты

Forbes
7 сериалов, которые надо посмотреть до конца лета. Выбор Esquire 7 сериалов, которые надо посмотреть до конца лета. Выбор Esquire

Лучшие сериалы, от которых нельзя оторваться

Esquire
Не довести до развода: 8 способов оживить отношения Не довести до развода: 8 способов оживить отношения

Как вернуть в отношения романтику?

Cosmopolitan
Уложила и забыла Уложила и забыла

Топ-5 средств, которые меньше всего портят свежесть укладки

Лиза
Жизнь на вулкане Жизнь на вулкане

Почему вулканолог, который построил карьеру в Корее, вернулся домой на Камчатку

Seasons of life
Юпитер не имел другой орбиты — идея приближения к Солнцу под сомнением Юпитер не имел другой орбиты — идея приближения к Солнцу под сомнением

Возможно, орбита Юпитера всегда была за завесой пыли

Популярная механика
История японского солдата, который продолжал воевать целых 29 лет после капитуляции Японии История японского солдата, который продолжал воевать целых 29 лет после капитуляции Японии

Этот японский солдат не знал, что война давно закончилась

Популярная механика
Северный Кавказ. За пределами дорог Северный Кавказ. За пределами дорог

Автомобильное и пешеходное путешествие по Кавказу

4x4 Club
Семейный гарем: как Потёмкин сделал из племянниц любовниц Семейный гарем: как Потёмкин сделал из племянниц любовниц

Любовные похождения князя Григория Потёмкина удивляли и шокировали общество

Cosmopolitan
«Мы любим простую еду и не делим продукты на правильные и неправильные» «Мы любим простую еду и не делим продукты на правильные и неправильные»

Телеведущая Тутта Ларсен – о фирменных рецептах и питании для всей семьи

Домашний Очаг
Простые советы как не отравиться домашней едой Простые советы как не отравиться домашней едой

Основы безопасности пищевых продуктов от эксперта

Популярная механика
Львица, Секира и Пламенная Жанна: как женщины в Средние века становились воинами Львица, Секира и Пламенная Жанна: как женщины в Средние века становились воинами

Далеко не все средневековые дамы довольствовались пассивной ролью в политике

Forbes
Токсичность в команде: что делать и как работать Токсичность в команде: что делать и как работать

От того, как участники команды работают друг с другом, зависит результат проекта

Популярная механика
«Воскресная тревога»: почему мы нервничаем перед началом новой рабочей недели «Воскресная тревога»: почему мы нервничаем перед началом новой рабочей недели

Разве вы хотите начинать новую неделю в тревожно-тоскливом настроении?

Psychologies
Открыть в приложении