Fysikere har lært, hvordan man genopretter sammenfiltringen af ​​'usammenfiltret' kvantelys

Entanglement er et unikt kvantemekanisk fænomen, hvor to partikler bliver korreleret på en sådan måde, at de deler samme skæbne, uanset hvor langt fra hinanden de er. Dette fænomen er blevet grundigt undersøgt og brugt i kvanteinformationsbehandling og kommunikationsteknologier.

For nylig har fysikere ved universitetet i Wien og det østrigske videnskabsakademi udviklet en metode til at genoprette sammenfiltringen af ​​kvantelys, der er blevet viklet ud på grund af miljøstøj eller andre dekohærenseffekter. Dette gennembrud har betydelige implikationer for kvanteberegning, kvantekryptografi og kvanteregistreringsapplikationer.

Den eksperimentelle opsætning:

Forskerne brugte en opsætning, der involverede en stråle af enkelte fotoner (lyspartikler), der passerer gennem et specifikt designet optisk kredsløb. Fotonerne var oprindeligt sammenfiltret, men ved interaktion med omgivelserne blev deres sammenfiltring forstyrret.

Gendannelsesprocessen:

For at genoprette sammenfiltring brugte forskerne en teknik kaldet "kvantefeedback-kontrol". I denne tilgang udføres en måling af fotonens polarisering (en kvanteegenskab relateret til dens orientering), og resultaterne bruges til at justere det optiske kredsløb i realtid.

Denne feedbackmekanisme muliggør manipulation af fotonernes bølgefunktion, hvilket effektivt genopretter deres sammenfiltring. Den anvendte teknik bygger på princippet om kvantefejlkorrektion, som er afgørende for at opretholde pålideligheden af ​​kvanteinformationsbehandlingssystemer i nærvær af støj og fejl.

Betydning:

Evnen til at genoprette sammenfiltring åbner nye muligheder for kvanteinformationsbehandling og kommunikation. Det øger robustheden af ​​kvantesystemer mod dekohærenseffekter, som kan være særligt skadelige i praktiske implementeringer af kvanteteknologier.

Dette gennembrud baner også vejen for at udforske fundamentale aspekter af kvantemekanik, såsom undersøgelsen af ​​kvante-ikke-lokalitet og den præcise karakterisering af sammenfiltringsdynamik i komplekse kvantesystemer.

Gendannelse af sammenfiltring i usammenfiltret kvantelys er en vigtig milepæl i kvantefysikken og repræsenterer et væsentligt skridt i retning af at realisere praktiske kvanteteknologier, der er modstandsdygtige over for miljøstøj og dekohærens.