Група дослідників з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі продемонструвала новий спосіб ініціювання явища квантової заплутаності частинок світла, фотони, які стають пов’язаними один з одним і діють в унісон, незважаючи на відстань. У більшості попередніх досліджень, в яких використовувалася заплутаність фотонів, вони, фотони, заплутувалися тільки в одному квантовому «вимірі» , що визначає одну з їх квантових властивостей, переважно напрямок поляризації. Але у своїх дослідженнях Каліфорнійські вчені продемонстрували, що вони змогли заплутати пару фотонів відразу у кількох «вимірах», використовуючи такі квантові властивості фотонів, енергія, поздовжнє обертання і т. п. Такий метод, званий гіперзапутаностю, дозволяє парі фотонів переносити більше квантової інформації, ніж можуть переносити фотони, заплутані в одному вимірі.Явище квантової заплутаності дозволяє передавати дані через квантові оптичні мережі, будучи впевненими, що ці дані дісталися благополучно до одержувача не були перехоплені або перекручені по дорозі. За допомогою гіперзапутаності можна робити все теж саме, проте кількість переданої інформації у цьому випадку збільшується в кілька разів.Основою нової технології створення гіперзапутаності фотонів стало створення так званої біфотонної частотної гребінки, яка дозволяє розщепити заплутані фотони на декілька фотонів з характеристиками, відмінними від характеристик початкового фотона. Подібна решітка дозволяє виконати зворотне перетворення, «зібравши» з декількох фотонів один фотон, що володіє більш високими енергетичними показниками. І якщо максимально спростити пояснення процесів, що відбуваються, то така гребінка дозволяє зібрати з кількох заплутаних в одному вимірі фотонів пару фотонів, заплутаних відразу в декількох квантових вимірюваннях.З кожним збільшенням кількості вимірювань квантової заплутаності, кількість інформації, переносимої парою заплутаних фотонів, подвоюється. Це означає, що пари фотонів, заплутаних у п’яти вимірах, здатна перенести в 32 рази більше інформації, ніж звичайна заплутана пара. При передачі таких гіперзапутаних фотонів по оптоволокну кількість переданих даних збільшується, а сам такий метод дуже нагадує технологію частотного мультиплексування, мультиплексування по довжині хвилі, яка досить широко використовується в сучасних комунікаціях.»Ми продемонстрували, що оптична частотна гребінка може бути відтворена на рівні одиничних фотонів» — пишуть дослідники, — «По суті, ми створили аналог технології частотного мультиплексування, тільки реалізованої на квантовому рівні».Сама найбільш вірогідна область застосування технології «квантового мультиплексування» стануть технології безпечних і високонадійних комунікацій, в яких потрібна швидкісна передача великих обсягів інформації з мінімально можливим рівнем виникнення помилок. А такі технології дуже затребувані в забезпеченні роботи серверів урядових, медичних, фінансових та військових організацій. Крім цього, чималу користь такі квантові комунікаційні технології зможуть принести в справі створення нових хмарних обчислювальних систем і розподілених квантових обчислювальних систем, які, напевно, з’являться в майбутньому.