Блестящая идея пришла в голову профессору Массачусетского технологического института Сету Ллойду (Seth Lloyd). Пока специалисты по квантовой информации безуспешно борются с тепловым шумом, который быстро разрушает нежные квантовые состояния, ученый решил "перевернуть" задачу и использовать квантовые состояния именно для борьбы с шумом.

Для решения (пока, к сожалению, только умозрительного) этой задачи пригодилась уже созданная теория и накопленный опыт работы с запутанными квантовыми состояниями частиц, в которых одна частица "чувствует" состояние своей "напарницы". В работе речь идет о фотонах и оптике, но сама идея применима и к любым другим квантовым частицам.

Обычно в оптической системе для получения изображений (вроде микроскопа или кинокамеры) требуется сначала осветить объект, а потом регистрировать отраженный им свет. И если освещение слабое, а в фотоприемник попадают лишние фотоны от случайных источников, то изображение размывается вплоть до полной неразличимости. Обычный фотоприемник не в состоянии отличить отраженные объектом и несущие полезную информацию фотоны от фотонов шума, но квантовый подход, в принципе, позволяет это сделать.

Для этого профессор предлагает взять пару запутанных фотонов, одним из которых можно осветить объект, а второй оставить для последующего сравнения с первым, дабы отличить его от фотонов шума, когда он вернется, отразившись от объекта. Как именно это сделать, пока не очень понятно. Можно, например, сложить два запутанных фотона в нелинейном кристалле так, чтобы получить один с вдвое большей энергией и уже его регистрировать фотоприемником. Обратный процесс, называемый даунконверсией, обычно используют как раз для получения пар запутанных фотонов. Но тут еще нужно угадать время задержки для второго фотона, равное времени полета первого фотона до объекта и обратно. Если подобные трудности удастся преодолеть, то, согласно предложенной теории, можно будет существенно улучшить отношение сигнала и шума оптической системы. И это улучшение тем сильнее, чем лучше фотоны запутаны.

По всей видимости, похожая техника может пригодиться не только для получения изображений. Таким образом можно снижать шумы в оптических телекоммуникационных сетях, а также при измерении или передаче слабых электрических сигналов, если вместо фотонов использовать электроны. Остается уповать на то, что экспериментальное подтверждение этой оригинальной теории не заставит себя ждать.