【博科园-科学科普（关注“博科园”看更多）】来自麻省理工学院的一个研究小组已经开发出一种方法来制造两束纠缠光子，以测量它们之间的延迟。在未来研究结果可用于高精度测量、材料研究和信息技术。这篇文章发表在《光学快报》杂志上。MSU的量子电子主席David Nikolaevich Klyshko在1966年发现了自发的参数转换，后来他和他的同事一起获得了国家奖。这一发现标志着量子光学的开端，量子光学是一个涉及光量子特性的热门领域。其效果很简单：一个光子进入晶体被分成两个光子，其频率之和等于原始光子的频率之和。
散射图的照片，图片版权：Pavel Prudkovskii
值得注意的是，这一过程只能在非线性晶体中观察到，在这种晶体中，光子的频率可能在散射过程中发生变化。在对晶体本身的研究中，对光敏探测器效率的测量，特别是在量子光学方面，它的作用已经被观察到，在量子光学领域，量子光学的实际应用，量子密码，量子计算和量子隐形传态。如果测量一个光子的偏振，那么第二个光子的量子态也会被改变。第一个光子的任何变化都会在第二个光子中发生。但是，这种效果不能用于交换信息。在最近的一项实验中，在主要研究人员Maria Chekhova的指导下，基于msuc的科学家试图产生强大的纠缠光子束。在这种情况下相关不是单个光子，而是整个光束，问题是这种相关性的精确度是什么？
这项工作的合著者帕维尔·普鲁德科夫斯基(Pavel Prudkovskii)说。如果我们减慢一束光，在什么时候我们会注意到去同步化？为了回答这些问题，科学家们必须制造出不同频率的光子，以形成两束平行的光。为了获得这种效果，在这种实验中经常使用的铌酸锂晶体必须用一个具有预先计算的额外非周期域晶格的特定结构来生长。在实验的过程中，科学家们将两个纠缠在一起的光子束流中的一个稍作了停顿，然后沿着辅助路径行进。然后两束光到达了第二个晶体——通常的锂铌酸锂。在这个晶体中，频率的总和发生了。如果光束同步，它比其他情况下更有效。因此，我们在总结频率信号中得到了一个狭窄的峰值。
它的宽度是90飞秒(10 -15秒)，这是我们的主要成就。因此，科学家们成功地在实验上记录了被测量设备观测到的纠缠光子之间的最小可能的位移。根据团队的说法，可以进一步降低这个值，但是这样做，实验的方案会更加复杂。Prudkovskii解释说：现在90飞秒是一个创纪录的值，但它可以减少，激光发射的周期只有几飞秒，所以可以把这样的延迟时间缩短到十几秒。该研究的结果可用于加密通信信道的开发，以避免中断或窃听。如果一个罪犯试图拦截一束纠缠的光子，他们将不得不拖延一段时间，而延迟会引起注意。此外，在两个量子纠缠梁上的延迟的登记可以用来检测物质中微小的掺合物。
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内容：光学快报
来自：罗蒙诺索夫莫斯科国立大学
编译：光量子
审校：博科园
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