Светодиоды научились излучать запутанный свет

Куперовские пары электронов в сверхпроводящем материале
Изображние: National High Magnetic Field Laboratory

Физики из Университета Торонто разработали схему работы светодиодов, которые за счет дополнительного сверхпроводящего слоя излучают запутанные фотоны. Работа опубликована в журнале Physical Review B, ее препринт можно найти в arxiv.org, кратко содержание статьи приводится на сайте университета.

Обычные светодиоды (LED) излучают никак друг с другом не скореллированные фотоны. Чтобы получить запутанный свет, физикам пришлось дополнить обычные диоды слоем сверхпроводящего вещества. В последнем существуют так называемые куперовские пары, — связанные пары электронов. Если такие электроны использовать для генерации света в диодах, получившиеся пары фотонов будут запутанными.

«Запутанными» называют частицы, чьи квантовые свойства строго скореллированы друг с другом. Например, измерив поляризацию одного члена пары запутанных фотонов, можно автоматически получить информацию о другом, — где бы он в это время ни находился. До сих пор запутанные фотоны удавалось получить только в ходе манипуляции отдельными охлажденными атомами, N-V-вакансиями в алмазах (парами электронов отдельного азота в кристалле углерода) и квантовыми точками.

Простые и надежные источники запутанных фотонов имеют очень важное значение для квантовой криптографии. Эти фотоны используются в ней для передачи ключа между двумя собеседниками. Недавно физики научились использовать квантово запутанный свет еще и для микроскопии. Контрастность микрофотографий в запутанном свете почти на треть превышает стандартный квантовый предел четкости для обычных фотонов.