Вот почти только что случилась квантовая радость: придумали, как измер

Вот почти только что случилась квантовая радость: придумали, как измерить W-состояние квантовой запутанности. 

Вероятно, вы это не знали и завтра забудете, но это важно, потому что это офигенная квантовая запутанность, которая даёт два важных эффекта. 

Во-первых, можно продалбывать часть фотонов при отправке. Фотоны вообще часто продалбываются поглощением в оптоволокне, рассеянии в воздухе, на стыках и в самих детекторах. Тут просто упадёт скорость, а не потеряется всё. 

Во-вторых, W-состояния важны для запутывания частиц друг с другом на промежуточных узлах. Например, если у вас есть запутанные частицы от вас до ретранслятора и от ретранслятора до Зиновия, то ретранслятор может запутать ваши частицы с частицами Зиновия, что просто дико круто для сетей. Раньше надо было ехать к Зиновию и насыпать ему фотонов из спичечного коробка самостоятельно. 

Потому что раньше могли мерить простые системы и другой хитрый тип GHZ-трёхсторонней запутанности. W-состояния не брались. Теперь могут измерять с точностью 87%. Потому что они отличаются симметрией циклического сдвига. И вы сами можете погуглить, что это такое, потому что мы уже проверяли, что в этих местах люди теряются и паникуют.

Устройство делит фотоны на те, которые поляризованы горизонтально и те, которые поляризованы вертикально. Потом оба потока проходят через дискретное преобразование Фурье (зеркала и светоделители). На выходе из каждой схемы стоят сверхчувствительные детекторы, которые считают точное число прилетевших фотонов в каждый выходной порт. Измеряя, куда и сколько фотонов прилетело, устройство может однозначно определить, какое именно W-состояние было на входе. Причем теоретически этот метод работает очень точно, потери до 13% — это погрешности приборов, а не модели.

Провели эксперимент. Сложно было то, что оптическая схема Фурье невероятно чувствительна к вибрациям и изменениям температуры. Длины путей для фотонов должны быть стабильны с точностью до нанометров. Использовали очень стабильную конструкцию на основе интерферометра Саньяка, где разные лучи света проходят через одни и те же оптические компоненты, автоматически компенсируя любые смещения. Там была ещё куча сложностей, но чуваки очень грамотно подготовились и всё-таки смогли хакнуть природу.

В итоге у нас есть базовая структурная единица для квантовых сетей. Это не квантовый компьютер, это как сильный прогресс в изобретении квантового радио — как скачок от морзянки к меняющемуся сигналу. Понятно, только шаг, но очень уж круто.

Если вы всё ещё ничего не понимаете и хотите непонимать больше, вот прошлый пост про это.

-- 
Вступайте в ряды Фурье! Кошка Шрёдингера всегда приземляется на две лапы!