Kvantefysikere bestemmer, hvordan man kontrollerer to kvantelyskilder i stedet for én

I kvantefysikkens område er styring af lys på kvanteniveau afgørende for at fremme kvanteteknologier. Et team af forskere ved det tekniske universitet i München (TUM) og Ludwig Maximilian Universitetet i München (LMU) har opnået et betydeligt gennembrud ved at realisere konceptet med kvantereservoir-teknik for første gang. Dette gør dem i stand til at styre to uafhængige kvantelyskilder samtidigt i stedet for én. Resultaterne er offentliggjort i Nature Communications.

Kvantelyskilder udsender fotoner i en kvantesuperposition, som er en grundlæggende egenskab, der bruges i forskellige kvanteteknologier såsom kvanteberegning, kryptografi og kommunikation. Det har dog vist sig at være en betydelig udfordring at kontrollere disse kilder.

Forskerholdet, ledet af professor Philipp Strack, tog inspiration fra kondenseret stofs fysik og kvantefeltteori for at overvinde denne forhindring. De inkorporerede konceptet med et struktureret reservoir, kendt som et "konstrueret kvantereservoir", for at realisere kvantereservoirteknik.

Det konstruerede kvantereservoir fungerer som et eksternt miljø, der interagerer med lyskilderne. Ved omhyggeligt at skræddersy dette miljøs egenskaber kunne forskerne påvirke lyskildernes kvanteadfærd. Dette gjorde det muligt for dem at kontrollere emissionen af ​​enkelte fotoner fra to uafhængige kvantelyskilder samtidigt, hvilket aldrig var blevet opnået før.

"Quantum reservoir engineering tilbyder en revolutionerende tilgang til at kontrollere kvantesystemer med stor præcision og effektivitet," siger Dr. Stephan Mohr fra Walter Schottky Institute. "Dette gennembrud rummer et enormt potentiale for at fremme kvanteteknologier og baner vejen for nye applikationer inden for kvanteoptik og kvanteinformationsbehandling."

Resultaterne repræsenterer en vigtig milepæl inden for kvantefysik, der demonstrerer potentialet i kvantereservoirteknik til styring af flere kvantesystemer. Dette åbner op for nye veje for forskning og udvikling inden for kvanteteknologier, som forventes at revolutionere forskellige områder fra kommunikation og computing til sansning og billeddannelse.