Kategóriék Tech

Különböző frekvenciájú fotonokat is sikerült összefonni

A kommunikációs rendszerek terén a következő nagy előrelépést a kvantum fizika törvényeinek kihasználása jelentheti. Azonban az eddig tervezett kvantum kommunikációs rendszerek komoly kihívások elé állítják a kutatókat, mivel a rendszerek fényen, nem pedig elektromos áramon alapulnak. Emiatt a rendszerek az információk feldolgozására és tárolására használt optikai részeinek működéséhez látható fény fotonokra van szükség, viszont az optikai vezetékeken csak infravörös fotonok tudnak több kilométert utazni.

Most az amerikai NIST (National Institute of Standards and Technology) kutatói egy új megoldást találtak erre a problémára. Az új rendszer eddig először képes volt látható és közel infravörös foton párokat összefonni, egy optikai chip segítségével – ami elmondásuk szerint már készen áll a tömeggyártásra is. Ezzel áthidalva két különálló folyamatot.

A remények szerint a rendszer valóban biztonságos kommunikációt tesz lehetővé két távoli pont között. Amíg a rendszert jelenleg még kiemelten egy különleges látható-infravörös foton párra hegyezték ki, addig a kutatók elmondása szerint más foton párokra is könnyen módosítani lehet.

A kvantum rendszerek a kvantum mechanika azon tulajdonságát használják ki, hogy kettő vagy több foton vagy más részecske képes olyan mértékben összefonódni egymással, hogy egyként viselkednek. Így, hogyha megnézik az egyik összefonódott részecske tulajdonságait, azzal azonnal kiderül a több részecske tulajdonságai is, attól függetlenül, hogy fizikailag milyen távol vannak egymástól. Ez a kvantum összefonódás képezi a kvantum számítástechnika és a kvantum titkosítás alapjait.

Az eddigi kísérletekben a kutatók egymáshoz igen hasonló – azonos hullámhosszú – fotonokat fontak össze és épp ezért az új tanulmány most annak a lehetőségeit vizsgálta, hogy lehetséges-e különböző fotonokat összefonni.

Hogy létrehozzák a különleges összefonódott foton párokat, a kutatók egy nano méretű szilícium nitrid rezonátort készítettek, ami egy apró pálya köré irányítja a fény fotonokat. Ez azt eredményezi, hogyha a rezonátort kiválasztott hullámhosszú lézerrel sugározzák meg, akkor a berendezés másik felén összefonódott látható-közel-infravörös foton párok keletkeznek.

További kísérleteken a kutatók azt is igazolták, hogy az összefonódás még azután is fennállt, hogy a pár közel-infravörös tagja több kilométert utazott egy optikai vezetéken.

A jövőben a kutatók elmondása szerint a pár másik tagját – a látható fény fotont – a kvantum memória rendszerbe lehetne integrálni, aminek köszönhetően a két eltérő helyen lévő kvantum memóriát is össze lehetne fonni.

A felfedezés lényeges előrelépést jelent a kvantum kommunikációban, ami már egyre közelebb kerül a valódi használathoz – amit segít a jelenleg kiépített rendszerek felhasználhatósága is.

Forrás: nature.com

Disqus Comments Loading...
Megosztás
Írta:
arsratio

Legutóbbi tartalom

Mégsem tűnik lehetetlen feladatnak információt kinyerni egy feketelyukból

A fizikusok egy 7 kvantumbites kvantumszámítógép segítségével egy szimulációt készítettek arról, hogy az információ, hogyan 'oszlana szét' egy feketelyuk belsejében.…

2019-03-17 5:39 du.

Ultrahanggal kezeltek gyulladást és anyagcsere problémákat

A General Electric és a Feinstein Orvostudományi Kutatóintézetének csapata egy új, forradalmi módszert mutatott be, amivel ultrahang segítségével képesek non-invazív…

2019-03-17 5:20 du.

Egy új tanulmány szerint az USA-nak jót tett a múltban történt bevándorlás

Egy új tanulmány szerint magasabb bérek, alacsonyabb szegénység és alacsonyabb munkanélküliségi ráta jellemzi azokat az egyesült államokbeli megyéket, amelyeket a…

2019-03-16 7:49 du.

Jégben megőrzött mamut sejtjeit sikerült először újraaktiválni

Egy japán kutatócsapat egerek sejtjei közé helyezte egy 28000 évvel ezelőtt elhunyt mamut sejtjeit és sikerült aktivitást kiváltaniuk belőlük. Azonban…

2019-03-16 7:43 du.

A felejtés nehezebb, mint az emlékezés

A Texas Egyetem új kutatása szerint a felejtés nagyobb mentális erőfeszítést vesz igénybe mint az emlékezés. A tanulmány szerint, ha…

2019-03-16 7:38 du.

Rendkívül fontos szerepe van a nitrogén fixáló fáknak az erdők egészségében

Egy új tanulmány szerint a vörös éger (Alnus rubra) fáknak fontos szerepe lehet az erdei ökoszisztéma egészségében azáltal, hogy képesek felszabadítani az…

2019-03-13 11:15 du.

Ez a weboldal cookie-kat használ.