Kvantinė komunikacija gali būti vienas iš absoliučiai saugių duomenų perdavimo būdų. Kvantinės komunikacijos esminis elementas perduodant informaciją dideliais atstumais yra specialus efektas, vadinamas dviejų atominių sistemų susietumu (angl. entanglement). Dviejų atominių sistemų susietumas yra labai trapus dalykas.
Iki šiol mokslininkams pavykdavo išlaikyti dvi sistemas, susietas tik sekundės dalis. Tačiau naujajame eksperimente, atliktame Nilso Boro institute, mokslininkai sugebėjo pasiekti naują rekordą – susietumas buvo išlaikytas beveik valandą. Eksperimento rezultatai buvo atspausdinti „Physical Review Letters“ žurnale.
Susietumas yra susijęs su neįprastu kvantinės mechanikos efektu, kurį Albertas Einšteinas pavadino vaiduokliška sąveika per atstumą. Dvi atskiros susietos sistemos yra viena su kita sujungtos, net esant dideliam atstumui tarp sistemų, nesant tiesioginio ryšio tarp jų. Sakoma, kad jų būsenos tarpusavyje yra koreliuotos. Tai reiškia, jei jūs nuskaitysite vieną sistemą, tai kita sistema „žinos“ apie tai. Nilso Boro institute atliktame eksperimente buvo susieti dviejų cezio atomų dujų debesėlių sukiniai.
„Dabar mums pavyko suvaldyti ši spontaninį procesą ir jį panaudoti“, – paaiškino profesorius Eugenijus Polzikas, kuris taip pat yra Danijos nacionalinio tyrimų centro (Quantop) direktorius.
Savo laboratorijoje mokslininkai atliko eksperimentą, kuriame susiejo du cezio atomų debesėlius, patalpintus atskirose stiklinėse talpose. Atomų sukiniai buvo valdomi apšviečiant atomus lazerio šviesa. Du atomų debesėliai buvo susieti, tai yra dalis jų savybių tapo koreliuotomis. Tačiau atomai spinduliuoja fotonus visomis kryptimis, o tai nutraukia susietumą. Tai, paprastai, įvyksta per sekundės dalis.
„Sukūrėme metodą, kuris atnaujina susietumą iš karto po jo dingimo. Tokiu būdu mes galėjome išlaikyti susietumą tarp dviejų atominių debesėlių visą eksperimento vykdymo laiką, tai yra iki valandos“, – paaiškino Hanna Krauter.
Tyrimas buvo atliktas bendradarbiaujant su Makso Planko kvantinės optikos institutu, esančio Vokietijoje. Makso Planko institute jie dirbo su teoriniais modeliais. Teoretikai pasiūlė panašų metodą jau prieš penkis metus, tačiau Nilso Boro instituto mokslininkams tik dabar pavyko, remiantis teoriniais modeliais, atlikti eksperimentą.
„Pasiektas proveržis turi didelį potencialą. Tarp kitų svarbių dalykų, jis siūlo naują priėjimą prie kvantinės komunikacijos. Tai žingsnis, kuris veda kvantinę komunikaciją prie praktinio panaudojimo, tai yra ne tik bandymų laboratorijose. Gauti rezultatai galės būti pritaikyti labai tiksliems mažyčių magnetinių laukų matavimams naudojant atominius magnetometrus. Jautrūs magnetometrai galėtų būti naudojami tiriant žmogaus smegenų ir širdies veiklą“, – paaiškino profesorius Eugenijus Polzikas.
Paveikslėlyje parodyti du cezio atomų debesėliai. Atomai buvo susieti naudojant lazerio šviesą. Atomai spinduliuoja šviesą visomis kryptimis. Nilso Boro instituto mokslininkams pavyko išlaikyti susietumą iki vienos valandos.
