Forskere skaber en kvanteforvikling mellem to fysisk adskilte ultrakolde atomskyer

Medlemmer af Institut for Teoretisk Fysik og Videnskabshistorie ved UPV/EHU's Naturvidenskabelige og Teknologiske Fakultet har sammen med forskere fra University of Hannover opnået kvanteforvikling mellem to rumligt adskilte Bose-Einstein-kondensater, ultrakolde atom-ensembler.

Teamet ledet af Géza Tóth, Ikerbasque Research Professor, koncentreret om at kontrollere tilstedeværelsen af ​​sammenfiltring ved målinger, mens forsøget i Hannover blev udført i gruppen af ​​Carsten Klempt. Undersøgelsen er offentliggjort i Videnskab .

Quantum entanglement blev opdaget af Schrödinger og senere undersøgt af Einstein og andre forskere i det 20. århundrede. Det er et kvantefænomen uden modparter i klassisk fysik. Grupperne af sammenfiltrede partikler mister deres individualitet og opfører sig som en enkelt enhed. Enhver ændring i en af ​​partiklerne fører til en øjeblikkelig reaktion i den anden, selvom de er rumligt adskilte. "Kvantindvikling er afgørende i applikationer som f.eks. da det gør det muligt at udføre visse opgaver meget hurtigere end i klassisk computing, "forklarede Toth.

I modsætning til tidligere metoder til kvanteindvikling, der involverer usammenhængende og termiske skyer af partikler, i dette eksperiment, forskerne brugte en sky af atomer i Bose-Einstein kondensat-tilstand. Tóth sagde, "Bose-Einstein-kondensater opnås ved at nedkøle atomerne til meget lave temperaturer, tæt på absolut nul. Ved den temperatur, alle atomerne er i en meget sammenhængende kvantetilstand; i en vis forstand, de indtager alle den samme position i rummet. I den tilstand, der findes kvanteindvikling mellem ensembleets atomer. "Efterfølgende, ensemblet blev delt i to atomskyer. "Vi adskilte de to skyer fra hinanden på afstand, og vi var i stand til at demonstrere, at de to dele forblev sammenfiltrede med hinanden, "fortsatte han.

Demonstrationen af, at der kan opstå sammenfiltring mellem to ensembler i Bose-Einstein-kondensatstaten, kan føre til en forbedring på mange områder, hvor kvanteteknologi bruges, såsom kvanteberegning, kvantesimulering og kvantemetrologi, da disse kræver oprettelse og kontrol af store ensembler af sammenfiltrede partikler. "Fordelen ved kolde atomer er, at det er muligt at skabe stærkt sammenfiltrede tilstande, der indeholder mængder af partikler, der er flere end andre fysiske systemer med flere størrelsesordener, som kunne danne grundlag for kvantecomputing i stor skala, "sagde forskeren.