Исследователи из Боннского университета, во главе с Андреасом Редманном из Института прикладной физики, достигли значительного прогресса в изучении конденсата Бозе-Эйнштейна, который представляет собой особое состояние материи, возникающее при охлаждении большого количества частиц света до очень низкой температуры. В этом состоянии частицы света становятся неразличимыми и ведут себя как один «суперфотон».

Для создания конденсата Бозе-Эйнштейна исследователи использовали крошечный контейнер, заполненный раствором красителя, и отражающие боковые стенки. Когда молекулы красителя возбуждаются лазером, они производят фотоны, которые отскакивают между отражающими поверхностями, охлаждаясь и конденсируясь в суперфотон.

Создав углубления на отражающих поверхностях (показаны слева в преувеличенном виде; отражающая поверхность обращена вверх), исследователи смогли отпечатать структуру на фотонном конденсате (справа). Источник: IAP / University of Bonn

Исследователи намеренно добавили небольшие углубления на отражающие поверхности, что позволило создать четыре области, где конденсат «предпочитает» оставаться. Это свойство можно использовать для создания квантовой запутанности, когда изменение состояния света в одной области влияет на свет в других областях.

По словам Редманна, «мы смогли запечатлеть в конденсате простую решётчатую структуру, состоящую из четырёх точек света, расположенных в квадратной форме». Это достижение открывает новые возможности для использования конденсата Бозе-Эйнштейна в квантовых технологиях, таких как квантовая криптография и квантовая телепортация.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Physical Review Letters и представляют собой значительный шаг в изучении конденсата Бозе-Эйнштейна и его потенциального применения в квантовых технологиях.

Использование конденсата Бозе-Эйнштейна для создания защищённой системы обмена информацией между несколькими участниками является перспективным направлением исследований. По словам Редманна, «намеренно изменяя форму отражающих поверхностей, теоретически возможно создавать конденсаты Бозе-Эйнштейна, разделённые между 20, 30 и даже большим количеством узлов решётки». Это позволило бы создать защищённую систему обмена информацией между несколькими участниками.

Подробнее на iXBT