Молодые ученые КНИТУ-КАИ открыли новые перспективы в исследовании живых клеток с помощью квантовых технологий
Новая работа представителей КНИТУ-КАИ посвящена оценке степени квантовой запутанности для волоконного источника сверхширокополосных бифотонов. Статья была опубликована в международном научном издании «Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics» – российском переводном журнале, входящем в базу Scopus.
Авторы продолжили изучение разработанного ими ранее волоконного источника бифотонов с рекордной шириной спектральной полосы, а конкретнее – генерируемых ими на выходе состояний света. В рамках исследования ученые сделали оценку степени квантовой запутанности последних на основе численных расчетов.
«Степень запутанности, выражаемая в параметре Шмидта, показывает в скольких состояниях одновременно может находиться генерируемый свет на выходе нашего квантового источника, – пояснил первый автор работы – доцент кафедры ЭКСПИ, научный сотрудник центра «КАИ-КВАНТ» Максим Смирнов. - Здесь присутствует конкуренция двух тенденций: либо значения параметра Шмидта высокие, но генерируемые состояния очень «растянуты» во временной шкале, либо параметр Шмидта имеет малые значения на уровне единиц, но генерируемые состояния очень «локализованы» во временной шкале (условно, назовем их «быстрые моды»). И как показали расчеты в волоконных источниках сверхширокополосных бифотонов, таких состояний может быть несколько десятков, даже при условии, что все они отвечают быстрым модам».
Результаты данной работы будут особенно полезны для ученых и специалистов, занимающихся практическим применением бифотонных источников в области квантовой микроскопии и быстрых методов квантовой спектроскопии – новых отраслей оптики, работающей на уровне элементарных частиц.
«Эти технологии существенно дополняют классическую микро- и спектроскопию, открывая возможности получения качественной информации об объекте при использовании предельно слабого света, – дополнил кандидат физико-математических наук Максим Смирнов. – Совершенно новые перспективы открываются, если в роли такого объекта выступают живые биологические клетки. Слабые по мощности световые потоки не инициируют нежелательные химические или тепловые эффекты в клетке, уменьшая таким образом вредное воздействие».
По мнению авторов работы, использование бифотонов с быстрыми модами в будущем позволит увеличить качество исследования биологических объектов с помощью квантовых технологий, благодаря дополнительному снижению уровня шумов в сигнале.
