Teadusajakirjades Nature Photonics ja Science raporteeris rahusvaheline teadlaste rühm, et on jälginud kahe 3 mm laiuse ja teineteisest 15 cm kaugusel oleva teemantkristalli kvantpõimitud olekut (loe siit). Kvantpõimituse registreerimine nii suurte aine tükkide puhul on haruldane.
Eksperimendi ülesehitus. Pildi ülemises nurgas on mündi kõrval üks katsetes kasutatud teemantitest.
Katses kasutati kaht teemantkristalli, mis pandi footoni hajumisprotsessi vahendusel vibreerima. Vibratsiooni jälgiti kahel kristallil superpositsioonina.
Kvantlõimituse uurimise mahukaimad teadussuunad keskenduvad kommunikatsiooni ja arvutitehnoloogia arendamisele.
Lõimitud olek on väliskeskkonna poolt väga kergesti häiritav, mistõttu on nähtus enamasti jälgitav isoleeritud krüokeskkondades, mille temperatuur on ligilähedane absoluutsele nullile.
Teemanti sisestruktuur loob aga uued katsetingimused. Töö teinud teadlaste sõnul on teemanti kristallvõre vibratsiooni ergastamiseks vajalik 2000 oC temperatuur, mistõttu nähtus toatemperatuuril ei esine. Selles lähenduses käitub teemant justkui väga külm aatomite pilv.
Oxfordi, Singapuri ja Kanada ülikoolide ühine teadustöö kasutas aga ära teemanti erilist footonite hajutamise omadust. Kristalliga põrkunud footon annab osa oma energiast võrele ära, hajudes seejuures väiksema energiaga kui enne põrget. Energia vahe kulub kristallvõres vibratsioonide tekitamisel, mida on võimalik laseriga detekteerida.
Katse käigus valgustati kristalle lühikeste laserimpulssidega, mille käigus tuvastati kristallide vibratsioon. Hajutavat kristalli ei ole aga kvantmehaanika fundamentaalsete printsiipide tõttu võimalik määrata. Teemantid on omavahel kvantlõimitud olekus, jagades footoni põhjustatud vibratsiooni, olgugi, et nad on ruumiliselt eraldatud. Seni arvati, et ruumi häirete tõttu taoline katse võimalik ei ole. Arvati, et lõimitus hääbuks.
Praktilised rakendused on veel kaugel, ent üheks tulevikuvõimaluseks on teemantil põhineva fotoonilise kvantarvuti mälu, aga ka kvantmehaaniliselt absoluutselt juhuslike arvude generaatori valmistamine. Esimesel juhul oleks tegemist järjekordse võimalusega kvantarvuti üht osist realiseerida. Teisel juhul saaks kasu elektroonilise kommunikatsiooniga seotud kvantkrüptograafia.
Allikas: PhysOrg