Οι φυσικοί έχουν μάθει πώς να αποκαταστήσουν την εμπλοκή του «άσπρα» κβαντικού φωτός
Η εμπλοκή είναι ένα μοναδικό κβαντικό μηχανικό φαινόμενο στο οποίο δύο σωματίδια συσχετίζονται με τέτοιο τρόπο ώστε να μοιράζονται την ίδια μοίρα, ανεξάρτητα από το πόσο μακριά είναι. Αυτό το φαινόμενο έχει μελετηθεί και χρησιμοποιείται εκτενώς και χρησιμοποιείται στις τεχνολογίες επεξεργασίας και επικοινωνίας κβαντικών πληροφοριών.
Πρόσφατα, οι φυσικοί του Πανεπιστημίου της Βιέννης και της Αυστριακής Ακαδημίας Επιστημών έχουν αναπτύξει μια μέθοδο για την αποκατάσταση της εμπλοκής του κβαντικού φωτός που έχει ξεπεραστεί λόγω περιβαλλοντικού θορύβου ή άλλων επιπτώσεων αποσύνδεσης. Αυτή η ανακάλυψη έχει σημαντικές επιπτώσεις για τις εφαρμογές κβαντικής υπολογισμού, κβαντικής κρυπτογράφησης και κβαντικής ανίχνευσης.
Η πειραματική ρύθμιση:
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μια ρύθμιση που περιλαμβάνει μια δέσμη μεμονωμένων φωτονίων (σωματίδια φωτός) που διέρχονται από ένα ειδικά σχεδιασμένο οπτικό κύκλωμα. Τα φωτόνια αρχικά ήταν μπλεγμένα, αλλά μετά από αλληλεπίδραση με το περιβάλλον, η εμπλοκή τους διαταράχθηκε.
Η διαδικασία αποκατάστασης:
Για την αποκατάσταση της εμπλοκής, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια τεχνική που ονομάζεται "Έλεγχος Κβαντικής Ανατροφοδότησης". Σε αυτή την προσέγγιση, πραγματοποιείται μια μέτρηση της πόλωσης των φωτονίων (κβαντική ιδιότητα που σχετίζεται με τον προσανατολισμό της) και τα αποτελέσματα χρησιμοποιούνται για την προσαρμογή του οπτικού κυκλώματος σε πραγματικό χρόνο.
Αυτός ο μηχανισμός ανατροφοδότησης επιτρέπει τη χειραγώγηση της κυματομορφής των φωτονίων, αποκαθιστώντας αποτελεσματικά την εμπλοκή τους. Η τεχνική που χρησιμοποιείται βασίζεται στην αρχή της διόρθωσης κβαντικού σφάλματος, η οποία είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της αξιοπιστίας των συστημάτων επεξεργασίας κβαντικών πληροφοριών παρουσία θορύβου και σφαλμάτων.
Σημασία:
Η δυνατότητα αποκατάστασης της εμπλοκής ανοίγει νέες δυνατότητες επεξεργασίας και επικοινωνίας κβαντικών πληροφοριών. Ενισχύει την ευρωστία των κβαντικών συστημάτων έναντι των επιπτώσεων της αποσύνδεσης, τα οποία μπορεί να είναι ιδιαίτερα επιζήμια στις πρακτικές υλοποιήσεις των κβαντικών τεχνολογιών.
Αυτή η ανακάλυψη ανοίγει επίσης το δρόμο για την εξερεύνηση των θεμελιωδών πτυχών της κβαντικής μηχανικής, όπως η διερεύνηση της κβαντικής μη προσομοίωσης και ο ακριβής χαρακτηρισμός της δυναμικής εμπλοκής σε σύνθετα κβαντικά συστήματα.
Η αποκατάσταση της εμπλοκής στο Untangled Quantum Light αποτελεί ένα σημαντικό ορόσημο στην κβαντική φυσική και αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προς την πραγματοποίηση πρακτικών κβαντικών τεχνολογιών που είναι ανθεκτικές στον περιβαλλοντικό θόρυβο και την αποσύνδεση.
