W latach 30. XX wieku czcigodny fizyk teoretyczny Albert Einstein powrócił do dziedziny mechaniki kwantowej, którą pomogły stworzyć jego teorie względności. Mając nadzieję, że opracuje pełniejszą teorię zachowania cząstek, Einstein był przerażony perspektywą splątania kwantowego - coś, co opisał jako „upiorne działanie na odległość”.
Pomimo wątpliwości Einsteina splątanie kwantowe stało się akceptowaną częścią mechaniki kwantowej. A teraz, po raz pierwszy w historii, zespół fizyków z Uniwersytetu Glasgow wykonał zdjęcie splątania kwantowego (zwanego również splątaniem Bell) w pracy. W ten sposób udało im się uchwycić pierwszy wizualny dowód zjawiska, które zaskoczyło nawet samego Einsteina.
Artykuł, który opisał ich odkrycia, zatytułowany „Nielokalne zachowanie obrazowania typu Bell”, niedawno ukazał się w czasopiśmie Postępy w nauce. Badanie było prowadzone przez dr Paula-Antoine Moreau, stypendystę Leverhulme Early Career University of Glasgow i obejmowało wielu badaczy z Glasgow School of Physics & Astronomy.
Splątanie kwantowe opisuje zjawisko, w którym dwie cząsteczki, które oddziałują na siebie, mogą pozostać połączone, natychmiast dzieląc swoje stany fizyczne bez względu na to, jak daleko się od siebie znajdują. To połączenie stanowi sedno mechaniki kwantowej, chociaż narusza koncepcję lokalnego realizmu i wiele elementów specjalnej teorii względności.
W 1964 r. Sir John Bell rozwinął prace poprzednich teoretyków, formalizując koncepcję nielokalnej interakcji i opisując silną formę uwikłania. Można to nazwać splątaniem Bella, koncepcją wykorzystywaną w wielu zastosowaniach naukowych - takich jak obliczenia kwantowe i kryptografia.
A jednak do tej pory nigdy nie został uchwycony na jednym zdjęciu. Jak powiedział dr Moreau w komunikacie prasowym Uniwersytetu Glasgow:
„Obraz, który udało nam się uchwycić, jest eleganckim pokazem fundamentalnej właściwości przyrody, widzianej po raz pierwszy w formie obrazu. To ekscytujący wynik, który można wykorzystać do rozwoju rozwijającej się dziedziny obliczeń kwantowych i opracowania nowych rodzajów obrazowania ”.
Na potrzeby badań zespół badawczy opracował system, w którym strumień splątanych zdjęć jest emitowany z kwantowego źródła światła. Strumień ten przechodzi następnie przez szereg „niekonwencjonalnych obiektów”, które odnoszą się do materiałów ciekłokrystalicznych, które zmieniają fazę fotonów podczas ich przechodzenia.
Konfiguracja obejmowała również superczułą kamerę zdolną do wykrywania pojedynczych fotonów i przechwytywania ich zdjęć. Jednak aparat został zaprogramowany do robienia zdjęć tylko wtedy, gdy zobaczy zarówno jeden foton, jak i jego uwikłanego bliźniaka. W ten sposób eksperyment skutecznie utworzył widoczny zapis splątania dwóch fotonów.
Wyniki tych badań otwierają drzwi do zupełnie nowego świata technik obrazowania kwantowego, które wykorzystują uwikłania Bell. Ma to także implikacje w dziedzinie informacji kwantowej (tj. Obliczeń kwantowych i kryptologii)
