Az Oxfordi Egyetem tudósai kifejlesztettek egy módszert az eddig legrövidebb egyfoton impulzus generálására a kvantumbeillesztés interferenciájának megszüntetésével. Ez a kísérlet lerövidíti az előző rekordot a legrövidebb egy-foton impulzusra; az Oxford foton 50-szer rövidebb. Bár ez nagyon hűvösnek hangzik, miről van szó? Hogyan lehet ezeknek az apró elektromágneses hullám-részecskéknek haszna? Két szóval: kvantumszámítás. És további három szóval: kvantum-műholdas kommunikáció…
A kvantum összefonódása nehéz helyzet, amelyet szavakba kell foglalni. Dióhéjban: Ha egy fotont valamilyen anyag abszorbeál, két foton is kibocsátható. Ez a két foton alacsonyabb energiájú, mint az eredeti foton, de ugyanabból a forrásból bocsátanak ki, és ezért összekuszált. Ez az összefonódott pár elválaszthatatlanul kapcsolódik egymáshoz; függetlenül attól, hogy milyen távolságra vannak egymástól. Ha az egyik kvantumállapota megváltozik, a másik meg fogja tapasztalni ezt a változást. Elméletileg, függetlenül attól, hogy milyen távol vannak ezek a fotonok, az egyik kvantumváltozása közli a másikkal azonnal. Einstein ezt a kvantum-jelenséget „kísérteties fellépés távolról”, És nem hitt abban, hogy lehetséges, de a kísérlet másképp bizonyította.
Tehát egy nemrégiben kiadott publikációban az Oxford csoport megpróbálja eltávolítani a fotonok összefonódott állapotát, ez a kísérlet nem az a „kísérteties cselekvés” célja, hanem annak megszabadítása. Ennek célja a fotonpárok egyikének észlelésekor fellépő interferencia megszüntetése. Miután az ikrek egyikét észlelték, megváltozik a másik kvantum állapota, és ezzel szennyeződik a jel. Ha ez a hatás kiküszöbölhető, nagyon rövid ideig „tiszta” fotonok állíthatók elő, amelyek a kvantumszámítás új szakaszát idézik elő. Ha a tudósok rendelkeznek nagyon határozott, azonos fotonokkal, akkor a rendkívül pontos információt hordozhatja a kvantumfizika furcsa jellege beavatkozása nélkül.
“Technikánk minimálisra csökkenti ennek a beilleszkedésnek a hatásait, lehetővé téve számunkra, hogy elkészítsünk különálló fotonokat, amelyek rendkívül konzisztensek és tudomásunk szerint a legrövidebb időtartamúak az esetleg keletkező fotonok számára. Ez nem csupán izgalmas bepillantás az alapvető fizikába, de ezen fotonok pontos időzítése és következetes tulajdonságai tökéletesen teszik őket fotonikus kvantumlogikai kapuk építéséhez és nagyszámú egyedi fotont igénylő kísérletek elvégzéséhez..” - Peter Mosley, nyomozó, Oxfordi Egyetem.
Az ezt a hírt bemutató Oxfordi Egyetemi blog rámutat arra, hogy ezek az átalakított fotonok mennyire lesznek hasznosak a kvantumszámításban, az űrben lévő kvantumkommunikáció szintén komoly előnye lehet. Képzelje el, hogy kvantum-azonos fotonok impulzusát eljuttatja az űrben a műholdakhoz, később a bolygóközi térben. Az űrkutatóknak rendkívül nagy erőforrásaik lesznek, így az adatok elküldhetők a vákuum révén, kis számú fotonban titkosítva, megfejthetetlenül mindenre, kivéve a rendeltetési helyet ...
Forrás: Oxfordi Egyetem
