Ученые создали новый вид квантовой голографии, в котором используются запутанные фотоны. Это позволило преодолеть ограничения традиционных голографических методов.
Традиционные методы голографической записи информации очень чувствительны к факторам окружающей среды. Но физики нашли способ стабильно записывать информацию, используя квантовую запутанность между фотонами
Наиболее часто голографические технологии используются для создания защитных изображений на паспортах и банковских картах. Но этот метод имеет и другие применения, например, в устройствах медицинской визуализации и хранении данных.
В классическом методе голографической записи информации создаются двумерные изображения трехмерных объектов с помощью лазерного луча. В процессе записи поток лазерного излучения разделяется на два, один из которых освещает объект, а отраженный от него свет собирается камерой или специальной голографической пленкой. Второй — опорный — луч отражается от зеркал сразу на пленку, не взаимодействуя с объектом.
Голограмма создается путем измерения разницы в фазе колебаний излучения двух лазеров. Взаимодействуя друг с другом, два луча, прошедших по разным путям, из-за явления интерференции складываются в результирующее колебание, которое и формирует изображение на светочувствительной пластине. Авторы новой работы усовершенствовали этот метод, добавив в него квантовую запутанность.
В новом способе два пучка, которые в начале пошли по разным путям, в конце не сходятся в один. В самом начале синий лазерный луч проходит через специальный нелинейный кристалл, который расщепляет его на две части, создавая запутанные фотоны. Запутанные фотоны неразрывно связаны — если меняется состояние одного из них, то также изменяется состояние и другого, независимо от того, как далеко они находятся друг от друга.
Исследователи смогли так запутать частицы, что те согласованно меняли направление своего движения и поляризацию. Один из лучей также проходил через объект, и его фаза колебаний и поляризация менялись. Другой луч сразу шел на специальный детектор. Измеряя разницу в положениях фотонов, исследователи смогли получить голографическое изображение. Новый метод, в отличие от традиционной технологии, устойчив к действию факторов окружающей среды, таких как помехи от внешнего излучения и механические колебания.
Исследование опубликовано в журнале Nature Physics.
