Съвременните квантови технологии изискват огромни енергийни разходи — свръхниски температури и изключително мощни лазери. Канадските изследователи показаха, че едно от ключовите квантови явления — заплитането на фотоните — може да се създаде не само с помощта на скъпи лазери, но и чрез използване на обикновена слънчева светлина. Това откритие може радикално да намали консумацията на енергия на бъдещите квантови устройства и да ги направи по-достъпни.

Заплетените фотони са двойки частици светлина, чиито състояния са свързани по такъв начин, че промяната в едната частица незабавно влияе върху другата, независимо от разстоянието между тях. Това явление е в основата на квантовата криптография, квантовите изчисления и свръхточните измервания. Досега се смяташе, че за създаването на заплитане са необходими кохерентни източници на светлина, като лазерите, при които всички вълни са синхронизирани. А некохерентната светлина, например от електрическата лампа или от Слънцето, не е подходяща за тази цел.

По-рано учени от Университета в Отава показаха, че това не е съвсем така. Използвайки некохерентно излъчване от светодиоди, те успяха да получат поляризационно-заплетени фотони. По този начин те показаха, че хаотичността в една степен на свобода не пречи на създаването на ред в друга.

Сега те отидоха още по-далеч и приложиха същия принцип към слънчевата светлина — най-достъпният и евтин източник на фотони на планетата, пише EurekAlert. В новия експеримент изследователите не събираха слънчевата светлина директно, а използваха нейните спектрално филтрирани компоненти. Резултатите показаха, че квантовата заплетеност, получена от слънчевата светлина, съответства на 94% от състоянието на идеалната заплетеност.

„Проектирахме експерименталната установка така, че разликите, обусловени от цвета и посоката на разпространение, да не влияят върху поляризацията на фотоните“, обясни Ли в прессъобщение. — Според нашата теория, ако квантовата заплетеност е свързана единствено с поляризацията, то тя би трябвало да зависи само от подредеността на колебанията на излъчването, а не от посоката на разпространението му или от цвета. Това ни позволи да постигнем висококачествена поляризационна заплетеност, като използвахме слънчева светлина с висока степен на пространствена и времева некохерентност“.

Това означава, че за създаването на заплитане не са необходими сложни и енергоемки лазерни системи — естествената слънчева светлина също е подходяща, ако нелинейно-оптичното преобразуване се проведе правилно.