Et team af forskere har udviklet et optisk setup til at sende kvantelys gennem en lokaliseringsfiber
Skematisk illustration af eksperimentet. Billede: Alexander Demuth et al., Kommunikationsfysik
I et eksperiment udført af fysikere, en specielfaseopdelt optisk fiber forbinder sender og modtager. Den første er en kvantelyskilde. Det genererer kvante-korrelerede fotonpar gennem spontan parametrisk ned-konvertering i en ikke-lineær krystal.
Under genereringsprocessen omdannes en højenergifoton til par af fotoner, som hver har en lavere energi. Bølgelængden af et sådant par er 810 nm.
Som modtager brugte fysikereet matrixkamera med en enkeltfoton lavinediode (SPAD). Sådan et kamera er i modsætning til konventionelle CMOS-kameraer så følsomt, at det kan registrere enkelte fotoner med ekstremt lave støjniveauer, forklarer forskerne. Derudover har den en meget stor tidsmæssig opløsning, så tidspunktet for "ankomst" af enkelte fotoner kendes med høj nøjagtighed.
Fasedelingsfiber:fiberstruktur (a), skema for lysudbredelse i ideelle (b) og ægte (c) fibre. I det andet tilfælde er lyset delvist spredt og hopper mellem lokaliserede tilstande. Billede: Alexander Demuth et al., Kommunikationsfysik
Under eksperimentet opdagede SPAD-arrayet ogidentificere par af fotoner, der ankommer på samme tid (match). Da parrene er kvante-korrelerede, fortæller det om, hvor en af de to fotoner findes, placeringen af den anden foton. Holdet testede denne korrelation før og efter afsendelse af kvantelys og viste med succes, at den rumlige anti-relation af fotoner faktisk fortsætter.
Forskere arbejder videre påforbedring af teknologi. De planlægger især at skabe en optisk fiber, der vil minimere virkningerne af dæmpning, hvilket vil øge rækkevidden af transmission af tilknyttede data.
I modsætning til konventionel single-mode optiskfibre, der transmitterer data gennem en enkelt kerne, faseopdelt fiber (PSF) eller Anderson lokaliseringsfiber med faseopdeling består af mange glasfilamenter indlejret i en glasmatrix med to forskellige brydningsindekser. Da der er to brydningsindekser i materialet, skaber dette en lateral lidelse, der resulterer i tværgående (todimensionel) Anderson lokalisering af lys i materialet.
Læs mere:
En magnetisk storm er ved at ramme Jorden
Udnævnt til den største fare ved månemissionen "Artemis"
Den sande betydning af mumificering afsløres: hele denne tid tog videnskabsmænd fejl
På omslaget: en illustration af en opsætning til transmission af kvantelys. Billede: ICFO/ A. Cuevas