Uma equipe de cientistas desenvolveu uma configuração óptica para enviar luz quântica através de uma fibra de localização
Ilustração esquemática do experimento. Imagem: Alexander Demuth et al., Communications Physics
Em um experimento conduzido por físicos, umA fibra óptica de divisão de fase conecta o transmissor e o receptor. A primeira é uma fonte de luz quântica. Ele gera pares de fótons correlacionados quânticos por meio de conversão descendente paramétrica espontânea em um cristal não linear.
Durante o processo de geração, um fóton de alta energia é convertido em pares de fótons, cada um com uma energia menor. O comprimento de onda de tal par é 810 nm.
Como receptor, os físicos usaramuma câmera de matriz com um diodo de avalanche de fóton único (SPAD). Essa câmera, ao contrário das câmeras CMOS convencionais, é tão sensível que pode detectar fótons únicos com níveis de ruído extremamente baixos, explicam os cientistas. Além disso, possui uma resolução temporal muito grande, de modo que o tempo de "chegada" de fótons individuais é conhecido com alta precisão.
Fibra de divisão de fase:estrutura da fibra (a), esquema de propagação da luz em fibras ideais (b) e reais (c). No segundo caso, a luz é parcialmente espalhada, saltando entre modos localizados. Imagem: Alexander Demuth et al., Communications Physics
Durante o experimento, o array SPAD descobriu eidentificar pares de fótons que chegam ao mesmo tempo (correspondência). Como os pares são correlacionados quântica, saber onde um dos dois fótons é encontrado indica a localização do outro fóton. A equipe testou essa correlação antes e depois de enviar luz quântica, mostrando com sucesso que a anticorrelação espacial dos fótons realmente persiste.
Pesquisadores continuam trabalhandoaperfeiçoamento da tecnologia. Em particular, eles planejam criar uma fibra óptica que minimizará os efeitos da atenuação, o que aumentará o alcance da transmissão dos dados associados.
Ao contrário da óptica convencional de modo únicofibras que transmitem dados através de um único núcleo, fibra de divisão de fase (PSF) ou fibra de localização de Anderson com divisão de fase consiste em muitos filamentos de vidro embutidos em uma matriz de vidro com dois índices de refração diferentes. Como existem dois índices de refração no material, isso cria uma desordem lateral que resulta na localização transversal (bidimensional) de Anderson da luz no material.
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Na capa: ilustração de uma configuração para transmissão de luz quântica. Imagem: ICFO/ A. Cuevas