Vědci na Oxfordské univerzitě vyvinuli metodu pro generování nejkratšího jediného fotonového pulzu tím, že odstraní rušení kvantového zapletení. Tento experiment rozbije předchozí záznam pro nejkratší jednofotonový impuls; foton Oxford je 50krát kratší. I když to zní docela dobře, o čem to všechno je? Jak mohou být tyto malé elektromagnetické vlnové částice užitečné? Ve dvou slovech: kvantové výpočty. A dalšími třemi slovy: kvantová satelitní komunikace…
Kvantové zapletení je těžké vyjádřit slovy. Stručně řečeno: Pokud je foton absorbován typem materiálu, mohou být znovu emitovány dva fotony. Tyto dva fotony mají nižší energii než původní foton, ale jsou emitovány ze stejného zdroje, a proto zamotaný. Tento zamotaný pár je neoddělitelně spojen; bez ohledu na vzdálenost jsou odděleny. Pokud by se kvantový stav jednoho změnil, druhý zažije tuto změnu. Teoreticky, bez ohledu na to, jak daleko jsou tyto fotony odděleny, bude kvantová změna jednoho sdělena druhému okamžitě. Einstein nazval tento kvantový jev „strašidelná akce na dálku“A nevěřili tomu, že je to možné, ale experiment dokázal opak.
Takže v nedávné publikaci se Oxfordská skupina pokouší odstranit zapletený stav fotonů, tento experiment se netýká použití této „strašidelné akce“, má se toho zbavit. Tím se odstraní interference způsobené detekováním jednoho z fotonových párů. Jakmile je jedno z dvojčat detekováno, změní se kvantový stav druhého, což kontaminuje signál. Pokud lze tento efekt odstranit, mohou být generovány velmi krátké fotony „čisté“, což ohlašuje novou fázi kvantového zpracování. Pokud mají vědci k dispozici jednoznačné, identické jednotlivé fotony, lze přenášet vysoce přesné informace bez rušení nepředvídatelné povahy kvantové fyziky.
“Naše technika minimalizuje účinky tohoto zapletení, což nám umožňuje připravit jednotlivé fotony, které jsou extrémně konzistentní a podle našich znalostí mají nejkratší dobu trvání jakéhokoli generovaného fotonu. Nejenže je to fascinující vhled do základní fyziky, ale přesné načasování a konzistentní atributy těchto fotonů je také činí ideálními pro stavbu fotonických kvantových logických bran a provádění experimentů vyžadujících velké množství jednotlivých fotonů.. “ - Peter Mosley, spoluřešitel na Oxfordské univerzitě.
Blog Oxfordské univerzity oznamující tuto zprávu zdůrazňuje, jak užitečné budou tyto regimentované fotony pro kvantové výpočty, kvantová komunikace ve vesmíru by také mohla být významným přínosem. Představte si odesílání pulzů kvantově identických fotonů do vesmíru, nejprve na satelity, později přes meziplanetární prostor. Vesmírní vědci budou mít extrémně silný zdroj, takže data mohou být zasílána vakuem, šifrovaným v malém počtu fotonů, nerozluštitelným na všechno jiné, než je jeho cíl…
Zdroj: University of Oxford
