Учёные стали ближе к разгадке Вселенной через квантовую запутанность

Группа исследователей из Южной Кореи впервые получила экспериментальное подтверждение существования квантовой запутанности в «тёмном состоянии» — явлении, ранее известном только по теоретическим расчетам. Этот результат открывает возможности для практического применения квантовых технологий, включая хранение информации.

Работу выполнили специалисты Национального института науки и технологий Ульсана (UNIST) под руководством профессора Чже Хёна Кима при участии сотрудников Корейского исследовательского института стандартов и науки (KRISS) и Корейского института науки и технологий (KIST). Им удалось преодолеть основную трудность квантовых систем — сильную чувствительность к внешним воздействиям. В отличие от «ярких» состояний, тёмные практически не взаимодействуют со светом, благодаря чему обладают высокой устойчивостью и сохраняются гораздо дольше.

Ключевым решением стало применение оптического микрорезонатора с точно рассчитанным уровнем потерь. Учёные отрегулировали баланс между рассеиванием энергии в полости и силой связи квантовых точек, добившись устойчивого коллективного состояния. Как отметил ведущий автор исследования доктор Кю Юн Ким, при больших потерях точки действуют разрозненно, но при сильной взаимосвязи образуется защищённая форма запутанности.

Результаты превзошли ожидания: если стандартная «яркая» запутанность сохраняется около 62 пикосекунд, то тёмное состояние продержалось 36 наносекунд — в 600 раз дольше. Дополнительным подтверждением успеха стало обнаружение неклассического эффекта группирования фотонов, который указывает на присутствие запутанности. Несмотря на то, что тёмное состояние в целом подавляет излучение, в особых условиях квантовые точки испускают фотоны одновременно.

Открытие подробно описано в журнале Nature Communications 9 июля 2025 года. Авторы показали, что при тщательном управлении потерями возможно сохранять квантовые корреляции длительное время, что открывает перспективы для квантовой памяти, точных сенсоров и энергетических технологий.

Читайте также: