Poznato je da su laseri korišteni u vojne svrhe već desetljećima, kako za komunikaciju, izviđanje i nadzor, tako i za navođenje projektila ili u novije vrijeme – izravno gađanje pokretnih meta. No, njihov rad otežan je u izazovnim vremenskim uvjetima, kao što su maglovito vrijeme, ekstremne temperature ili pak na velikim udaljenostima, pa se s tim problemima sada želi ukoštac uhvatiti tim istraživača s američkog Sveučilišta Washington u St. Louisu.

Oni su dobili milijun dolara od američke obrambene agencije DARPA-e za razvoj laserskog sustava koji bi koristio kvantnu tehnologiju kako bi nadvladao dosadašnja ograničenja lasera. Projekt će trajati dvije godine, a ima za cilj razviti "kvanti fotonski dvobojni dimer laser", novi sustav za stvaranje moćne koncentrirane svjetlosne zrake.

Parovi fotona moćniji su od pojedinačnih

Njegovu će tehnološku osnovu činiti visoko kontrolirani parovi kvantno spregnutih fotona, čime bi se postigao napredak u efikasnosti i snazi laserske zrake. Budući da fotoni nemaju naboj, a putuju brzinom svjetlosti, vrlo ih je teško navesti na međusobnu interakciju. No, laboratorij izvanrednog profesora Jung-Tsung Shena otkrio je da se parovi fotona različite boje mogu spregnuti korištenjem kvatnomehaničkih tehnika, a njihov je rezultat potom svjetlosna zraka koja ima karakteristike plave laserske svjetlosti.

"Fotoni mogu kodirati informacije dok putuju, ali putovanje kroz atmosferu vrlo im šteti. Kad su dva fotona ovako povezana, oni i dalje trpe utjecaj atmosfere, ali mogu zaštititi jedan drugoga tako da se neke fazne informacije ipak mogu sačuvati", kaže Shen i napominje da se pomoću prilagođavanja kvantne spregnutosti parovi fotona mogu prilagođavati različitim uvjetima u atmosferi, primjerice putovanju kroz maglu. "Kvantna sprega može učiniti mnogo toga, o čemu možemo tek sanjati – ovo je samo vrh sante leda", dodaje.

Istraživanje, koje sada financira DARPA, trebalo bi rezultirati sustavom kvantnog fotonskog lasera koji može stvarati do milijun kvantno spregnutih fotona u sekundi, što nikad do sada nije postignuto. Uz to, razvijaju se i teorijski okvir te napredni algoritmi za efikasnu detekciju takvih parova, što bi moglo donijeti revoluciju u kvantno snimanje i komunikaciju.