Deney, tek bir lazerle altı ışık dalgasının karışmasını sağlar

Anonim

Çağdaş bilimin devlerinden biri olan Avusturyalı fizikçi Erwin Schrödinger (1887-1961), kuantum mekaniğindeki en ilginç mülkiyeti birbirine karıştırdı. Ona göre, kuantum dünyasını klasik dünyadan gerçekten ayırt eden bu olguydu. Dolaşıklık, parçacık veya dalga grupları oluşturulduğunda ya da etkileşime girdiğinde veya her parçacık ya da dalganın kuantum hali, birbirlerinden bağımsız olarak birbirlerinden bağımsız olarak tanımlanamayacakları zaman gerçekleşir. Brezilya'daki São Paulo'nun Fizik Enstitüsü'nün (IF-USP) Üniversitesinde yapılan deneyler, optik bir parametrik osilatör olarak bilinen basit bir lazer ışık kaynağı tarafından üretilen altı ışık dalgasını birleştirmeyi başardı.

Bu deneylerle ilgili makaleler Fiziksel Gözden Geçirme Mektupları ve Fiziksel İnceleme A'da yayınlanmıştır. Deneyler, çevrimiçi yayınlanan özel bir haber özelliğinde vurgulanır.

"Platformumuz, geniş bir ağın düğümlerini bağlamak gibi, farklı fakat iyi tanımlanmış frekanslara sahip birçok optik modun büyük bir dolanma yeteneğine sahiptir. Bu şekilde üretilen kuantum durumları, tek bir parametre ile kontrol edilebilir: harici güç Sistemi pompalayan lazer, "deneylerin koordinatörlerinden biri olan Marcelo Martinelli. Martinelli IF-USP'de profesör ve projenin baş araştırmacısıdır.

Martinelli, "Dolaşıklık, farklı sistemler arasında kuantum korelasyonları içeren bir özelliktir." Dedi. "Bu korelasyonlar, kuantum bilgisayarlarını günümüz dünyasında veri güvenliği için kritik bir operasyon olan simülasyonlar veya asal sayı faktörü gibi görevlerin yerine getirilmesinde geleneksel elektronik bilgisayarlardan üstün kılan önemli bir varlıktır.Bu nedenle, birden fazla dolaşmış bileşenle sistemlerin oluşturulması Kuantum bilgi teorisinin fikirlerini uygulamada önemli bir meydan okumadır. "

Hızlı işleme

Önceki araştırmalarda, IF-USP ekibi, optik parametrik osilatör ile iki ve üç modu birbirine karıştırdı. En son deneyleri, kodlanacak bilgi için mevcut alanı ikiye katladı.

Bu düşüncenin bir analoji aracılığıyla anlaşılması daha kolaydır. Klasik bit, herhangi bir zamanda sadece bir durumda olabilen iki durumlu bir sistemdir - ya sıfır ya da bir. Bu ikili mantığın temeli. Qubit (kuantum bit), bu iki durumun bir, bir sıfırını veya herhangi bir kuantum süperpozisyonunu temsil edebilir, böylece klasik bir bitten daha fazla bilgi kodlayabilir.

Dolaşıklık, çeşitli qubitlerin nonlocal korelasyonuna karşılık gelir. Nonlocality, doğanın içsel bir özelliğidir ve yalnızca yerel korelasyonları tanıyan kuantum fiziği ve klasik fizik arasındaki temel farklılıklardan biridir. Martinelli, deneylerde bu genel ilkenin nasıl ortaya çıktığını açıkladı. "Bir lazer, tüm enerjiyi işlem için sağlar. Bu lazer tarafından üretilen ışık ışını, bir kristale çarpar ve iki farklı alan üretir: bu, lazerin özelliklerini korur: yoğun monokrom ışık, iyi tanımlanmış frekanslarla. Üç yoğun alan: Her yoğun alan bir çift aşırı zayıf alanı birleştirir, böylece altı alan ana alana bağlanır. Aralarındaki korelasyonlar, bağımsız lazerler kullanıldığında mümkün olan korelasyonlardan daha güçlüdür. "

Dolaşan durumları üreten cihaz - optik parametrik osilatör - iki ayna arasındaki küçük bir kristalden oluşur. Kristal 1 cm uzunluğundadır ve aynalar arasındaki mesafe 5 cm'den azdır. Bununla birlikte, soğutma işlemi için gerekli bir koşul olduğu için, kristal ve aynalar, yoğunlaşmayı önlemek ve sistemin donmasını önlemek için vakum içinde bir alüminyum kutu içine yerleştirilir.

Tek bir dalga tarafından kodlanabilen bilgi, belirsizlik ilkesi ile sınırlıdır. Bu durumda, dalga genliği ve fazı, parçacık pozisyonunun ve hızının analogları olarak davrandı, bu ilkeler formüle edilmesinde Werner Heisenberg (1901-76) tarafından ele alınan değişkenler.

Martinelli, "Dolaşıklık ile, her bir dalgadaki bilginin bir kısmı kaybolur, ancak sistemdeki küresel bilgi, paylaşılan bir biçimde korunur." Dedi. “Paylaşmak demek, tek bir dalga gözlemlediğimizde, diğer beşi aynı anda bilgilendiririz. Her ışın bir dedektöre gider ve bu bilginin bağımsız birimlere dağıtımı işlem hızını artırır.”

Altı dalga bir dizi içerir. Bir dalgadan bilgi alındığında, tüm sistem hakkında bilgi elde edilir. Biri değiştirildiğinde, tüm sistem değişir.

menu
menu