На кафедре квантовой электроники продемонстрировали работу «квантового вампира» для классических тепловых состояний света

Недавно был предложен новый квантовый эффект, получивший название "квантового вампира". Ученые физического факультета МГУ теоретически и экспериментально показали, что эффект может работать для классических тепловых состояний света, и продемонстрировали, что эффект основан не на квантовой перепутанности, а на классических корреляциях. Результаты работы были опубликованы в журнале Optica.

Эффект "квантового вампира" состоит в том, что если некоторое состояние света разделено по нескольким каналам или модам, то отщепление фотона в одной из мод приводит к тому, что фотон исчезает одновременно во всех модах, даже в тех, которые не подвергались действию оператора уничтожения фотона. Например, если фотон отщепляется лишь из центра широкого пучка света, то энергия проседает одновременно во всем пучке, что можно интерпретировать, как отсутствие тени (отсюда и название эффекта). 

«При первой демонстрации этого эффекта использовались неклассические состояния света, и его авторы описывали эффект в терминах квантовой перепутанности и нелокальности. Наша группа теоретически и экспериментально показала, что этот эффект может также работать и для классических тепловых состояний света. Это показывает, что эффект основан не на квантовой перепутанности, а на классических корреляциях», – комментирует автор статьи, старший научный сотрудник кафедры квантовой электроники Константин Катамадзе.

Вместо фоковских состояний света авторы использовали квазитепловое состояние света, традиционно получаемое с помощью пропускания лазерного излучения через вращающийся матовый диск. «Как и в предыдущей нашей работе, о которой уже выходил пресс-релиз, мы подбирали скорость вращения матового диска таким образом, чтобы время прохождения его зерна через лазерный пучок было много больше чем мертвое время фотонного детектора. Это позволило продемонстрировать эффект квантового вампира с отщеплением не только одного, но и двух фотонов», – добавил ученый.

Исследования показали, что эффект квантового вампира, к сожалению, не совсем квантовый, поскольку он также хорошо работает и для классических состояний света. Это с одной стороны сужает область его возможных применений, а с другой - делает его доступным для более широкого круга экспериментаторов.