Дослідницька група під керівництвом Університету Пенсільванії записала візерунок зі скручування поляризованого світла на один фотон кремнієвого чіпа, а потім передала цей візерунок парі переплетених фотонів. Автори повідомляють, що візерунок зберіг свою форму під впливом додаткового шуму навіть після того, як переплетення між цими двома фотонами зникло.
Стаття опублікована 12 жовтня 2026 року в журналі Nature Physics із відкритим доступом .
Що саме зробили
Візерунок являє собою скірміон — текстуру, скручування якої в сумі дає ціле число. Саме це число відстежувала група. Чіп був розроблений для підрахунку до 2. Виміряне значення для окремих фотонів виявилося 1,981 ± 0,002, що узгоджується з власною теорією групи .
Після перенесення всі чотири можливі результати вимірювань повернулися приблизно до одного підрахунку. Середній збіг із запланованими станами — 89% .
Що сталося під впливом шуму
Група ввела шум у систему. Підрахунок залишався стабільним після точки, де збіг — стандартна міра заплутаності — впав до нуля. Він досяг нуля лише тоді, коли шум майже заповнив стан. Автори пояснюють це слабшою формою квантової кореляції, яка триває довше, ніж заплутаність .
У Nature Physics зазначено: коли зчеплення (concurrence) падає до нуля, залишкова некласична кореляція — квантовий дискорд — продовжує підтримувати топологію в певному діапазоні шуму .
Контекст
У статті ця робота описується як крок до квантових взаємозв'язків — оптичних з'єднань, які дозволять окремим квантовим машинам працювати як одне ціле. У таких зв'язках інформація зазвичай базується на заплутаності та втрачається разом з нею. У статті також зазначається, що експеримент не встановлює операційної переваги для передачі квантових станів .
Однофотонні версії цих структур вже створювалися на чіпах раніше, а заплутані версії — в об'ємних кристалах. Автори пишуть, що створення заплутаних скірміонів на чіпі та пов'язування їх з однофотонними залишалося недосяжним .
Технічні деталі
Схема розташована на шарі нітриду кремнію товщиною 310 нанометрів. Лазерний імпульс накачує два спіральні хвилеводи, які генерують пари фотонів, а нагрівачі на кристалі направляють один фотон у кільцеподібні генератори. Дані, на яких базується ця стаття, опубліковані на Figshare.
У Nature Physics уточнюється: спіральні хвилеводи мають ширину 650 нм для оптимізації фазового узгодження в процесі спонтанного чотирихвильового змішування, а мікрорезонатори — ширину 600 нм для підвищення спінової чистоти .
