Как сообщает scitechdaily.com со ссылкой на публикацию от 4-го февраля в платном научном журнале, группа физиков из Университета Глазго нашла способ использовать квантово-запутанные фотоны для кодирования информации в голограмме.  Новый тип квантовой голографии послужит для преодоления ограничений традиционных голографических подходов, таких как разрешение голограммы и необходимость для её построения того или иного экрана. 

Классическая голография создает двумерную визуализацию трехмерных объектов с помощью луча лазерного света, разделенного на два пути. Путь одного луча, известный как объектный луч, освещает объект голографии отраженным светом, собираемым камерой или специальной голографической пленкой. Путь второго луча, известного как опорный луч, отражается от зеркала непосредственно на поверхность сбора, не касаясь объекта. Голограмма создается путем измерения разницы в фазе света в местах встречи двух лучей. 

В новом процессе квантовой голографии, созданном командой Глазго, также используется луч лазерного света, разделенный на два пучка,  но в отличие от классической голографии, лучи  не объединяются. Вместо этого процесс использует физическое явление, известное как квантовая запутанность.

Оно сводится к тому, что определенными физическими приемами можно получить пару так называемых “запутанных фотонов” – два фотона с противоположными спинами, которые становятся привязаны друг к другу какой- то неведомой связью: если некий агент воздействует на один фотон, это также влияет на его партнера, независимо от того, насколько далеко эти фотоны друг от друга находятся.

Процесс создания голограммы начинается с того, что  синий лазер пропускается через специальный  кристалл, который разделяет луч на два, создавая запутанные фотоны в процессе.  Затем два потока запутанных фотонов отправляются разными путями. Один поток становится как бы эквивалентом объектного луча в классической голографии – он освещает объект, о котором собирается информация. Второй поток фотонов  попадет в специальны пространственный модулятор света, эквивалент опорного пучка.

В классической голографии объектный луч после контакта с запоминаемым  предметом уходит на пленку или иное запоминающее устройство, которое потом используют для построения голограммы. Но в случае с квантовой голографией записываются оба пучка, поскольку фотоны запутаны и симметричные фазовые сдвиги у них как бы одинаковые. В итоге качество изображения как бы удваивается. Однако, исследователи пошли дальше и в записи фотонных пуков применили специальные камеры, о матрицах которых профессор Фаччио, один из авторов работы говорит так: 

 «Что действительно интересно в этом, так это то, что мы нашли способ интегрировать мегапиксельные цифровые камеры в систему обнаружения. Многие крупные открытия в оптической квантовой физике в последние годы были сделаны с использованием простых однопиксельных датчиков. Их преимущество в том, что они небольшие, быстрые и доступные, но их недостаток в том, что они собирают очень ограниченные данные о состоянии запутанных фотонов, участвующих в процессе. Потребуется невероятное количество времени, чтобы запечатлеть уровень детализации, который мы можем собрать на одном изображении. Используемые нами новые сенсоры дают нам беспрецедентное разрешение – до 10 000 пикселей на изображение каждого запутанного фотона. Это означает, что мы можем измерить качество их сцепления и количество фотонов в лучах с удивительной точностью».

Вообщем, открытие светлых адептов как и всегда очень интересное, но какой у него будет практический результат? Ниже мы приводим видео образца 2015-2017 гг., на котором запечатлены голографические фокусы образца где-то 2000-го года. То есть то, что было уже давно в разных секретных лабораториях  и что слили широкой публике – установку может купить любой желающий и развлекать народ:

Какие установки есть в секретных лабораториях сейчас нам сложно даже вообразить, но, судя по работе этих господ из Глазго – речь может идти о каких-то системах,  которые для построения голограммы используют квантовые вычисления и качество картинки там беспрецедентное. То есть голографический объект по сравнению с настоящим будет выглядеть как цифровое фото по сравнению с каким-то древним пленочным снимком образца прошлого века. И для этих фокусов уже не нужно будет никакого экрана  – светится заставят молекулы самого воздуха. 

Естественно, что у новшества, которое на подходе будут и положительные стороны – голографические дисплеи из “звездных войн”, великолепная медицинская диагностика, возможно, массово появятся даже декорации для квартир – виды из окна, виртуальные перегородки и любого цвета обои, то есть то, что сейчас используется в дорогих офисах.  Однако, какие применения у этой новой технологии будут еще? Неужели столько денег десятилетиями вкладывалось только чтобы потешить любителей гаджетов? Почему-то сразу почему-то вспоминаются Starlink и Blue Beam, так что следим за развитием событий.