Ett team av forskare har utvecklat en optisk installation för att skicka kvantljus genom en lokaliseringsfiber
Schematisk illustration av experimentet. Bild: Alexander Demuth et al., Communications Physics
I ett experiment utfört av fysiker, en speciellfasdelad optisk fiber förbinder sändaren och mottagaren. Den första är en kvantljuskälla. Den genererar kvantkorrelerade fotonpar genom spontan parametrisk nedkonvertering i en icke-linjär kristall.
Under genereringsprocessen omvandlas en högenergifoton till fotonpar, som var och en har en lägre energi. Våglängden för ett sådant par är 810 nm.
Som mottagare använde fysikeren matriskamera med en enkelfoton lavindiod (SPAD). En sådan kamera är, till skillnad från konventionella CMOS-kameror, så känslig att den kan upptäcka enstaka fotoner med extremt låga brusnivåer, förklarar forskarna. Dessutom har den en mycket stor tidsupplösning, så att tidpunkten för "ankomst" av enstaka fotoner är känd med hög noggrannhet.
Fasdelningsfiber:fiberstruktur (a), schema för ljusutbredning i ideala (b) och riktiga (c) fibrer. I det andra fallet är ljuset delvis spritt och hoppar mellan lokaliserade lägen. Bild: Alexander Demuth et al., Communications Physics
Under experimentet upptäckte SPAD-arrayen ochidentifiera par av fotoner som anländer samtidigt (matchar). Eftersom paren är kvantkorrelerade, kan man veta var en av de två fotonerna finns platsen för den andra fotonen. Teamet testade denna korrelation före och efter att ha skickat kvantljus, och visade framgångsrikt att den rumsliga antikorrelationen av fotoner verkligen kvarstår.
Forskare fortsätter att arbeta påförbättring av teknik. I synnerhet planerar de att skapa en optisk fiber som kommer att minimera effekterna av dämpning, vilket kommer att öka räckvidden för överföring av tillhörande data.
Till skillnad från konventionell enkellägesoptikfibrer som överför data genom en enda kärna, fasdelningsfiber (PSF) eller Anderson lokaliseringsfiber med fasdelning består av många glasfilament inbäddade i en glasmatris med två olika brytningsindex. Eftersom det finns två brytningsindex i materialet skapar detta en lateral störning som resulterar i tvärgående (tvådimensionell) Anderson-lokalisering av ljus i materialet.
Läs mer:
En magnetisk storm är på väg att träffa jorden
Utnämnd till den största faran med månuppdraget "Artemis"
Den sanna innebörden av mumifiering avslöjas: hela denna tid hade forskare fel
På omslaget: en illustration av en uppställning för överföring av kvantljus. Bild: ICFO/ A. Cuevas