Jak to zkoumali a jaké techniky použili
Hlavní otázka zněla: jak přesně se dvě částice stanou kvantově provázanými? K odpovědi vědci použili pokročilé počítačové simulace a navrhli sofistikovaný experimentální měřicí protokol.
Atomům byly vystaveny extrémně intenzivní a vysokofrekvenční laserové pulzy, což povzbudilo jeden elektron natolik, že se uvolnil z atomového obalu. Pokud byl laser dostatečně silný, i druhý elektron získal energii ke změně svého stavu.
Za výzkumem stojí profesoři Joachim Burgdörfer a Iva Březinová z Ústavu teoretické fyziky na TU Wien, kteří spolupracují s týmem výzkumníků z Číny. Už teď jednáme s dalšími týmy, které by chtěly tato ultrarychlá provázání ověřit experimentálně.
Co to fyzikálně znamená a co pozorovali
Po zásahu laserem se ukázalo, že dva elektrony jsou kvantově provázané. To znamená, že měření jednoho elektronu okamžitě ovlivní stav druhého, bez ohledu na vzdálenost mezi nimi.
Aby jeden elektron skutečně odlétl, použili vědci specifický protokol kombinující dvě různé laserové paprsky, což umožnilo zachytit čas odchodu elektronu s přesností v řádu attosekund (miliardtin miliardtiny sekundy).
Uvolnění elektronu se nechová jako náhlý skok, ale spíš jako „vylévání“ z atomu, jak to popisuje prof. Březinová: „Elektron z atomu nejen vyskočí. Je to vlna, která se takříkajíc vylévá z atomu – a to trvá určitou dobu.“ Právě v té chvíli vzniká kvantové provázání, což vědcům dává možnost měřit a sladit oba elektrony.
Proč na tom záleží a kde to využít
Lepší porozumění vzniku kvantového provázání má široké důsledky pro kvantové technologie, včetně kvantové kryptografie a vývoje kvantových počítačů. Výzkum otevírá cestu nejen k udržení existujícího provázání, ale hlavně ke studiu jeho tvoření a dynamiky na dříve nepředstavitelně krátkých časových škálách.
Jak poznamenal prof. Burgdörfer: „Tyto rozdíly lze nejen vypočítat, ale také změřit v experimentech.”
Vědci pokračují ve spolupráci a hledají způsoby, jak tyto jevy potvrdit v laboratoři, což by mohlo vést k lepší kontrole kvantových systémů a zvýšení bezpečnosti kvantové komunikace. Kvantové provázání si lze představit jako dvě „kouzelné“ mince, které vždy ukážou stejný výsledek, ať už jsou jakkoliv daleko. Tenhle výzkum tak otevírá dveře k hlubšímu poznání kvantového světa a k řadě nových možností.
