Zvětšit obrázek

Strojek na entanglované fotony. Kredit: Universita degli Studi di Pavia.

Kvantové provázání, čili entanglement, přízračné spojení dvou částic bez ohledu na vzdálenost mezi nimi, je možná nejvíce fascinujícím a nejslibnějším fenoménem soudobé fyziky. Jakoby ve kvantovém entanglementu do střízlivého světa vstoupila magie. Když se nám povede entanglement zkrotit, tak bychom mohli rozpoutat revoluci ve vývoji počítačů, komunikacích i kybernetické bezpečnosti. Momentálně ho zvládáme vytvořit v laboratoři, obvykle s využitím relativně velkých optoelektronických komponent. Velice by se ale hodilo mít k dispozici prakticky použitelný zdroj entanglovaných fotonů, který by se vešel na běžný mikročip.

Zvětšit obrázek

Daniele Bajoni. Kredit: D. Bajoni.

Zajímavé řešení nedávno nabídli Daniele Bajoni z italské Universita degli Studi di Pavia a jeho spolupracovníci, jejichž výzkum otiskl časopis Optica. Vyvinuli mikroskopickou součástku, která se vejde na normální mikročip a je schopná nepřetržitě dodávat entanglované fotony. Není to poprvé kdy se povedlo vytvořit páry entanglovaných fotonů na zařízení velikosti mikročipu. V předešlých experimentech jich ale vyrobili málo a spotřebovali na to spoustu energie. Teď prý ale došlo k průlomu.

Zvětšit obrázek

Logo Universita degli Studi di Pavia.

Design nového zařízení je založený na technologii optického prstencového mikrorezonátoru (microring resonator). Bajoni a spol. si prstencový mikrorezonátor o průměru 20 mikronů uzpůsobili svým potřebám a získali zdroj entanglovaných fotonů, který by bylo možné zabudovat do běžných počítačových komponent. Dosavadní zdroje entanglovaných fotonů bývají několiksetkrát větší. Podle Bajoniho spočívá výhoda jejich zdroje entanglovaných fotonů v kombinaci malé velikosti, výkonu a vytvoření z křemíku, tedy běžného materiálu v elektronice. Entanglované fotony vytváří srovnatelnou rychlostí, jako přístroje s relativně velkými krystaly, které musejí být spřaženy s velmi silnými lasery.

Zvětšit obrázek

NY Times, 4. května 1935. Einsten by se dnes jistě divil. Kredit: NY Times, Wikimedia Commons.

Nejde jenom o to mít strojek na Einstenovo „spooky action at a distance.“ Vědci a vývojáři už dlouho tuší, že kvantový entanglement může mít ohromný praktický užitek. V této souvislosti se vždycky skloňují kvantové komunikace, kvantové šifrování a kvantová elektronika. Pro všechny tyto aplikace ale zatím scházel malý, spolehlivý a hlavně laciný zdroj entanglovaných fotonů. Bajoniho tým to, jak se zdá, zvládl.

Literatura:  

Optical Society News 26. 1. 2015, Optica 2: 88-94.