Eksperiment dobiva zapetljavanje šest svjetlosnih valova s ​​jednim laserom

The Great Gildersleeve: Fish Fry / Gildy Stays Home Sick / The Green Thumb Club (Srpanj 2019).

Anonim

Austrijski fizičar Erwin Schrödinger (1887.-1961.), Jedan od divova suvremene znanosti, smatrao je zapetljanjem najzanimljivijih svojstava kvantne mehanike. Prema njegovu mišljenju, taj je fenomen uistinu razlikovao kvantni svijet od klasičnog svijeta. Ulazak nastaje kada se skupine čestica ili valova kreiraju ili međusobno djeluju na takav način da se kvantno stanje svake čestice ili vala ne može opisati neovisno o drugima, koliko god daleko. Eksperimenti izvedeni na Institutu za fiziku Sveučilišta São Paulo (IF-USP) u Brazilu uspjeli su uvlačiti šest svjetlosnih valova generiranih jednostavnim izvorom laserskog svjetla poznatom kao optički parametarski oscilator.

Članci o tim eksperimentima objavljeni su u Physical Review Letters i Physical Review A. Eksperimenti su istaknuti u posebnoj vijesti objavljenoj na internetu.

"Naša platforma je sposobna generirati masivno zapletanje mnogih optičkih modova s ​​različitim, ali dobro definiranim frekvencijama, kao da povezuje čvorove velike mreže. Tako proizvedene kvantne države mogu se kontrolirati jednim parametrom: snaga vanjskog laser koji pumpa sustav ", rekao je Marcelo Martinelli, jedan od koordinatora eksperimenata. Martinelli je profesor na IF-USP-u i glavni istražitelj projekta.

"Ulazak je svojstvo koje uključuje kvantne korelacije između različitih sustava", rekao je Martinelli. "Te korelacije su glavno sredstvo koje kvantna računala mogu učiniti superiornijim od tradicionalnih elektroničkih računala u obavljanju zadataka kao što su simulacije ili fakturiranje premijera, kritična operacija za sigurnost podataka u današnjem svijetu. Stoga je stvaranje sustava s višestrukim zapetljanim komponentama važan je izazov u provedbi ideja kvantne teorije informacija ".

Brža obrada

U prethodnim istraživanjima IF-USP tim je zapetrio dva i tri načina rada s optičkim parametarskim oscilatorom. Njihovi najnoviji eksperimenti udvostručili su prostor koji je dostupan za informacije koje treba kodirati.

Ta je ideja lakše razumjeti kroz analogiju. Klasični bit je dvostruki sustav koji može biti u samo jednoj državi u bilo kojem trenutku - bilo nula ili jedan. To je osnova binarne logike. Qubit (kvantni bit) može predstavljati jednu, nulu ili bilo koju kvantnu superpoziciju tih dviju stanja, tako da može kodirati više informacija nego klasični bit.

Udubljenje odgovara nepostojanoj korelaciji nekoliko qubita. Nonlocalnost je intrinzična karakteristika prirode i jedna od ključnih razlika između kvantne fizike i klasične fizike, koja prepoznaje samo lokalne korelacije. Martinelli je objasnio kako se ovo opće načelo dokazuje u eksperimentima. "Laserski pomagalo daje sve energije za proces, a svjetlosna zraka koju proizvodi laserski laser udara u kristal i generira još dva polja koja održavaju karakteristike lasera: intenzivna jednobojna svjetlost s dobro definiranim frekvencijama. Tri intenzivna polja: Svako intenzivno polje povezuje par izuzetno slabih polja, tako da su šest polja povezane s glavnim poljem, a veze između njih su jače od korelacija koje su izvedive ako se koriste nezavisni laseri ".

Uređaj koji generira zapetljane stanja - optički parametarski oscilator - sastoji se od malog kristala između dva zrcala. Kristal je dugačak 1 cm, a udaljenost između zrcala je manja od 5 cm. Međutim, jer je hlađenje nužan uvjet za postupak, kristali i zrcala stavljaju se u aluminijsku kutiju u vakuumu kako bi se izbjegla kondenzacija i spriječilo zamrzavanje sustava.

Informacije koje se može kodirati jednim valom ograničene su načelom nesigurnosti. U ovom slučaju, amplituda valova i faza ponašaju se kao analozi položaja i brzine čestica, varijabli koje Werner Heisenberg (1901-76) razmatra u formuliranju načela.

"S zapletenost, dio informacija u svakom valu je izgubljen, ali globalni podaci u sustavu sačuvani su, u zajedničkom obliku", rekao je Martinelli. "Dijeljenje znači da kad promatramo jedan val, istodobno smo informirani o ostalim pet. Svaka zraka odlazi u detektor, a ta distribucija informacija u nezavisne jedinice povećava brzinu obrade."

Šest valova čine skup. Kada se dobije informacija iz jednog vala, dobivaju se informacije na cijelom sustavu. Kada se netko promijeni, cijeli se sustav mijenja.

menu
menu