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

Возраст отдельных изображений Альтамиры оценили более чем в 20-30 тысяч лет Возраст отдельных изображений Альтамиры оценили более чем в 20-30 тысяч лет

Рисунки в пещере Альтамира могут иметь возраст в 20-30 тысяч лет

N+1
5 самых необычных способов полететь в космос не на ракете 5 самых необычных способов полететь в космос не на ракете

Как добраться до звезд на космическом лифте?

Maxim
Тайна самых древних галактик остается неразрешимой Тайна самых древних галактик остается неразрешимой

Джеймс Уэбб он столкнулся с тайной, которую не удается разрешить до сих пор

ТехИнсайдер
Свадьбы и любовницы: личная жизнь Павла Прилучного и других звезд сериала «Клуб» Свадьбы и любовницы: личная жизнь Павла Прилучного и других звезд сериала «Клуб»

Личная жизнь звезд сериала «Клуб»

Cosmopolitan
Почему мы тянем время, даже когда знаем, что надо уйти? О токсичных отношениях и ловушках сознания Почему мы тянем время, даже когда знаем, что надо уйти? О токсичных отношениях и ловушках сознания

Почему же так сложно выйти из замкнутого круга токсичных отношений?

VOICE
Как помочь ребенку не забыть английский за лето Как помочь ребенку не забыть английский за лето

Как сохранить знания английского языка у ребенка?

Psychologies
9 сериалов, которые нужно было вовремя закончить 9 сериалов, которые нужно было вовремя закончить

Как жадность создателей превращает отличные проекты в тягомотину

Maxim
Насколько далеко зайдет система распознавания лиц Насколько далеко зайдет система распознавания лиц

Как развивается технология распознавания лиц?

GQ
Сели, полетели: краткая история космического туризма Сели, полетели: краткая история космического туризма

Как развивался космический туризм и что происходит на этой ниве прямо сейчас

Esquire
Квас, кефир, валерьянка и другое: как это влияет на алкотестеры ГИБДД Квас, кефир, валерьянка и другое: как это влияет на алкотестеры ГИБДД

Какая еда и напитки опасны и могут привести к лишению прав?

РБК
Битва со стереотипами: 8 признаков настоящего ковбоя Битва со стереотипами: 8 признаков настоящего ковбоя

Ковбои и в наши дни зарабатывают на жизнь разведением скота и участием в родео

Вокруг света
Цыган и Дезик: первые суборбитальные туристы в истории Цыган и Дезик: первые суборбитальные туристы в истории

В 1951 году Цыган и Дезик впервые вернулись из суборбитального полета

N+1
Испытание стирального порошка и лекарство от рака: зачем нужна и как устроена самая далёкая научная лаборатория — МКС Испытание стирального порошка и лекарство от рака: зачем нужна и как устроена самая далёкая научная лаборатория — МКС

Во сколько обходится МКС, какие исследования там проводят?

VC.RU
Личная жизнь звезд фильма «Пять невест»: Боярской, Пеговой, Пересильд и других Личная жизнь звезд фильма «Пять невест»: Боярской, Пеговой, Пересильд и других

С кем счастливы звезды фильма «Пять невест»

Cosmopolitan
Одна вокруг света: город духов в джунглях и озеро с крокодилами Одна вокруг света: город духов в джунглях и озеро с крокодилами

128-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: Гватемала

Forbes
Как сравнить два столбца в Excel на совпадения: 6 способов Как сравнить два столбца в Excel на совпадения: 6 способов

Лайфхаки для пользователей Excel: как сравнить столбцы в таблице?

CHIP
Космический туризм сильно влияет на изменение климата. Вот почему эту отрасль нужно серьезно контролировать Космический туризм сильно влияет на изменение климата. Вот почему эту отрасль нужно серьезно контролировать

Как космический туризм может навредить экологии

Популярная механика
Тайные мужья, измены и разводы: личная жизнь звезд сериала «Красная королева» Тайные мужья, измены и разводы: личная жизнь звезд сериала «Красная королева»

Интересные факты из жизни звезд сериала «Красная королева»

Cosmopolitan
«Спитфайр» против «Мессера»: 9 героических фактов «Битвы за Британию» «Спитфайр» против «Мессера»: 9 героических фактов «Битвы за Британию»

В самолетики у англичан получалось лучше, чем в футбол…

Maxim
Послушать или посмотреть: как лучше запоминать информацию Послушать или посмотреть: как лучше запоминать информацию

Зачем конспектировать лекции, если можно просто слушать?

Популярная механика
Как напиваются насекомые, птицы и животные Как напиваются насекомые, птицы и животные

Алкоголь — вот что объединяет людей и животный мир

Maxim
Как правильно ходить – объясняет эксперт Как правильно ходить – объясняет эксперт

Спорим, ты даже никогда не задумывалась о важности ежедневной ходьбы?

Cosmopolitan
Лжеимператор, поручик-бунтовщик, ссыльный песенник: три дерзких побега с каторги Лжеимператор, поручик-бунтовщик, ссыльный песенник: три дерзких побега с каторги

3 истории побегов с каторги

Вокруг света
Убил, признался — свободен: мужчина насмерть забил свою девушку, и его отпустили Убил, признался — свободен: мужчина насмерть забил свою девушку, и его отпустили

Жестокое убийство, которое до сих пор не наказано

Cosmopolitan
Свежие антиутопии, которые стоит прочесть Свежие антиутопии, которые стоит прочесть

Яркие антиутопические романы последних лет

Популярная механика
«Без нравоучений про женскую мудрость»: как работает феминистская терапия «Без нравоучений про женскую мудрость»: как работает феминистская терапия

Что такое феминистская психотерапия и какие принципы она исповедует?

Psychologies
Путевые рекомендации: как снизить наносимый транспортом вред здоровью Путевые рекомендации: как снизить наносимый транспортом вред здоровью

Изменения, которые сделают автомобили удобнее и сохранят здоровье пассажиров

Forbes
Керамические бутылочки сохранили древнейшие в мире следы косметики из свинца Керамические бутылочки сохранили древнейшие в мире следы косметики из свинца

Европейцы опередили жителей Древнего Востока на тысячу лет

N+1
Бог в поисках автора Бог в поисках автора

«Локи», почти идеальный сериал Marvel

Weekend
Конфузы принцессы Дианы на свадьбе: перепутала имя жениха и испортила платье Конфузы принцессы Дианы на свадьбе: перепутала имя жениха и испортила платье

Брак принца Чарльза и Дианы Спенсер эксперты называют роковой ошибкой

Cosmopolitan
Открыть в приложении