Tim iz University of Ottawa i Max Planck Institute dokazao je da se kvantna upletenost može generisati direktno iz sunčeve svetlosti. Eksperiment je koristio Fresnelovu sočivu i konusni koncentrator da fokusira svetlost u optičko vlakno i osvetli nelinearni kristal, pri čemu je upletenost ograničena na polarizaciju. Proizvedeni fotoni ostvarili su ~94% sličnosti sa idealnim stanjem i narušili Bellovu nejednakost, što potvrđuje kvantne korelacije. Iako je ovo još uvek dokaz koncepta, otvara put ka jeftinijim i energetski efikasnim kvantnim tehnologijama.
Prvi Put: Kvantna Upletenost Generisana Iz Sunčeve Svetlosti
(inkoly/iStock/Getty Images Plus)
Kvantna upletenost je jedna od najsnažnijih i najzagonetnijih pojava kvantne fizike — parovi čestica ostaju međusobno povezani tako da merenje jedne odmah utiče na drugu. Ta osobina ima ključnu ulogu u razvoju kvantnog računanja, sigurnih komunikacija i ultraosetljivih senzora.
Do sada se upleteni fotoni najčešće dobijaju jakim laserskim zracima koji prolaze kroz specijalne kristale. Ta metoda je pouzdana, ali zahteva skupu i energetski zahtevnu opremu. Novi rad istraživača sa University of Ottawa (Kanada) i Max Planck Institute for the Science of Light (Nemačka), objavljen u časopisu Optica, pokazuje da je moguće proizvesti upletene fotone direktno iz sunčeve svetlosti — nešto što su mnogi smatrali nemogućim.
The photon entangling setup. (Li et al.,Optica, 2026)
Kako je izveden eksperiment
Eksperimentalni sklop uključivao je prozor‑veliku Fresnelovu sočivu i konusni koncentrator koji su prikupili i fokusirali sunčevu svetlost u optičko vlakno prečnika sličnog ljudskoj dlaci. Fokusirano svetlo je zatim obasjavalo nelinearni kristal u kome se odvijao proces stvaranja upletenih fotona.
YouTube Thumbnail
Rešenje za „neuredno“ (inkohherentno) svetlo
Sunčeva svetlost je prostorno i vremenski inkohherentna — različite boje i pravci propagacije mogu zakomplikovati generisanje upletenosti. Tim se fokusirao na polarizaciju (orijentaciju oscilovanja elektromagnetnog polja) i dizajnirao sklop tako da varijacije boje i smera ne utiču na polarizacionu komponentu upletenosti. Na taj način su proizveli visokokvalitetnu polarizacionu upletenost čak i iz veoma „neurednog“ izvora.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
„Ako se upletenost ograniči na polarizaciju, onda treba da zavisi samo od urednosti oscilacije izvora, a ne od njegove boje ili smera propagacije“, kaže Cheng Li iz University of Ottawa.
Rezultati i testovi
Proizvedeni fotoni postigli su oko 94% sličnosti sa idealnim Bell-upletenim stanjem i uspešno su narušili Bellovu nejednakost — standardni dokaz da korelacije ne mogu biti objašnjene klasičnim teorijama. To potvrđuje da su fotoni zaista bili kvantno upleteni.
Using a new cone-shaped solar concentrator, researchers showed that sunlight can be used to create entangled photons. (Florian Sterl)
Šta ovo znači u praksi
Autori posao opisuju kao "dokaz koncepta". Tehnologija još nije spremna za komercijalnu upotrebu, ali otvara put ka jeftinijim i energetski efikasnijim izvorima upletenih fotona, što može biti posebno važno za primene u sredinama sa ograničenim resursima — npr. udaljene istraživačke stanice ili sateliti koji bi koristili sunčevu svetlost umesto skupih lasera.
Potencijalne primene uključuju kvantnu kriptografiju (QKD) napajanu sunčevom svetlošću, povezivanje dalekih teleskopa ili komponente za skaliranje kvantnih računara uz smanjenje energetskog otiska. Istraživači napominju da je moguće dalje poboljšati kvalitet upletenosti i brzinu proizvodnje (brightness) kroz optimizaciju skopa.
Zaključak
Ovo je značajan eksperimentalni korak koji potvrđuje ranije indikacije da inkohherentni izvori svetlosti, poput LED‑ova, mogu generisati upletene fotone. Rezultat pokazuje da istrajnost u teoriji i eksperimentu može dovesti do neočekivanih i praktičnih rešenja u kvantnoj optici.
Rad je objavljen u časopisu Optica.
Pomozite nam da budemo bolji.
