А запутанные кажутся короче

   Важных результатов одновременно и независимо удалось добиться двум группам физиков-экспериментаторов из Торонтского и Венского университетов. Канадцам впервые удалось "запутать" сразу три, а австрийцам целых четыре фотона. Такое "запутанное" квантовое состояние ведет себя как одна частица с соответственно меньшей длиной волны, что в принципе позволяет обойти дифракционный предел, который ограничивает точность фотолитографии при производстве компьютерных чипов, емкость оптических носителей информации и многие другие процессы в науке и технике.

   "Запутанные" состояния квантовых частиц, при которых измерение свойств одной из них позволяет однозначно судить о свойствах другой, лежат в основе уже реальной квантовой криптографии и пока гипотетических квантовых компьютеров. В последние годы интерес к "запутанным" фотонам возрос - особенно после того, как удалось продемонстрировать, что пара частиц при надлежащей постановке эксперимента ведет себя как один фотон с вдвое меньшей длиной волны. Общей интерпретации этого эффекта у учены пока нет. В частности, можно сказать, что обычные волны от двух "запутанных" фотонов как бы гасят друг друга, оставляя только рябь второго порядка.

   Как бы то ни было, укорочение "коллективной" длины волны давало надежду, например, вдвое уменьшить размеры транзисторов в компьютерном чипе, воспользовавшись почти тем же процессом фотолитографии. Ведь дальнейшее уменьшение длины волны практически уперлось в физические границы прозрачности лучших материалов для оптики.

   Беда в том, что "запутанную" пару фотонов получают в нелинейном кристалле из одного фотона с вдвое более короткой длиной волны. Так почему бы не использовать его непосредственно и без всяких там квантовых фокусов? Вот если бы удалось охомутать сразу много фотонов, игра бы стоила свеч. Однако целый ряд способов, предложенных теоретиками, оставался далеко за пределами экспериментальных возможностей.

   И только недавно экспериментаторам удалось реализовать два разных способа, которые в принципе позволяют "перепутать" любое количество фотонов, что ровно во столько же раз уменьшит их "коллективную" длину волны. Канадцы к обычной полученной в нелинейном кристалле паре подмешали третий фотон, хитро вращая поляризацию. Австрийцы дважды пропустили импульс света сквозь нелинейный кристалл, отразив его в зеркале, и получили вместо двух сразу четыре "запутанных" фотона.

   Эти сложные и длительные квантовые эксперименты пока еще далеки от практических приложений. Одна только разработка фотоэмульсий или фотоприемников для эффективного поглощения сразу многих фотонов - это отдельная трудная задача. Однако сам факт успешного обхода одного из фундаментальнейших физических ограничений внушает надежду, что этот квантовый трюк вскоре найдет применение - по крайней мере, в научных лабораториях.