Физики разработали новую технологию квантовой голографии, применяя метаповерхности для записи гибридного поляризационно-голографического состояния фотонов. В ходе эксперимента команда, возглавляемая Дженсеном Ли из Гонконгского университета науки и технологий, обнаружила, что изменение поляризации холостого фотона влияет на проявление частей голограммы. Результаты исследований, опубликованные в журнале Advanced Photonics, открывают новые горизонты для алгоритмов, таких как квантовое распределение ключей BB84. Исследование показывает, что такая технология может значительно снизить битовые ошибки в процессе квантового шифрования.
Метаповерхности, представляющие собой структуры из элементов субволновых размеров, становятся важным инструментом для управления несколькими характеристиками фотонов одновременно. В эксперименте ученые использовали метаповерхность с разными фазовыми профилями, что позволило им генерировать запутанные кванты света. Они начали с лазера с длиной волны 405 нанометров, разделяя генерируемые пары фотонов на сигнальное и холостое плечи установки. Эффективно управляя фазовыми характеристиками, исследователи сумели создать запутанные фотонные состояния с высокой точностью.
Это открытие может оказать влияние на область квантового шифрования, так как использование голограмм в протоколе BB84 продемонстрировало низкий коэффициент битовых ошибок — всего 1,5 процента, что значительно ниже установленного порога безопасности. Такой подход может способствовать уходу от громоздких классических установок, делая квантовые технологии более доступными и эффективными. Как показывают результаты, управление поляризацией может использоваться для динамического изменения информации, что открывает новые возможности в квантовых коммуникациях.