Физики USTC проверили нелокальность Белла на одиночном атоме рубидия с фотонами 1530 нм

Группа из Лаборатории квантовой информации Университета науки и технологий Китая в Хэфэе получила запутанность между одиночным атомом рубидия и фотоном телекоммуникационного C-диапазона и с её помощью проверила нелокальность Белла. Результат опубликован в Nature Communications 4 ноября 2026 года. Авторы сообщают об измеренной верности состояния Белла выше 91,4% и о нарушении неравенства Белла: 2,455(77) > 2 doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Почему важен телекоммуникационный C-диапазон

Квантовая нелокальность, как правило, проявляется при распределении запутанности в квантовых сетях и лежит в основе квантовой информатики doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Для передачи на большие расстояния носитель информации, летящий фотон, должен работать в телекоммуникационном диапазоне с минимальными потерями в оптическом волокне doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Прямой генерации запутанности между телекоммуникационными фотонами C-диапазона и разными стационарными спинами посвящено много работ. Однако проверка квантовой нелокальности в таких системах оставалась нерешённой задачей, пишут авторы doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Эксперимент с одиночным атомом

Эксперимент использует дипольный переход в атомах рубидия с длиной волны 1530 нм и протокол с участием резонатора. Так группа добилась резонансного возбуждения и прямого излучения фотонов C-диапазона одиночным атомом doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

Испущенный фотон и спин атома образовали запутанную пару с измеренной верностью состояния Белла выше 91,4% doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. На этой паре исследователи наблюдали нарушение неравенства Белла: 2,455(77), что превышает порог 2 doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗.

По словам авторов, работа расширяет длину волны одноатомного квантового излучателя до телекоммуникационного C-диапазона и даёт запутанность спин–фотон достаточно высокой верности, чтобы проверить нелокальность Белла doi.orgNature Communicationsdoi.orgОткрыть источник ↗. Это лабораторная демонстрация на одиночном атоме.

У статьи одиннадцать авторов. Dong-Yu Huang и Jian Wang внесли равный вклад, для переписки указаны Jian Wang и Chuan-Feng Li. В работе участвовали Ключевая лаборатория квантовых сетей провинции Аньхой, Центр передового опыта CAS по квантовой информации и квантовой физике и Национальная лаборатория Хэфэя.