Fizikçiler bir "kuantum optik fiber" geliştirdiler: dolaşık fotonlar onun boyunca hareket ediyor

Bilim adamlarından oluşan bir ekip, kuantum ışığını lokalizasyon fiberi yoluyla göndermek için optik bir düzenek geliştirdi

Anderson faz ayrımı ile.Deneysel gösteri, fotonların bağlı durumunun iletim işlemi sırasında korunduğunu gösterdi. Teknoloji, ölçeklendirmenin ardından kuantum iletişiminde ve kuantum anahtar dağıtımında uygulama bulacak.

Deneyin şematik gösterimi. Resim: Alexander Demuth ve diğerleri, İletişim Fiziği

Fizikçiler tarafından yürütülen bir deneyde, özel birFaz bölmeli fiber optik verici ve alıcıyı birbirine bağlar. İlki bir kuantum ışık kaynağıdır. Doğrusal olmayan bir kristalde kendiliğinden parametrik aşağı dönüşüm yoluyla kuantumla ilişkili foton çiftleri üretir.

Üretim sürecinde, yüksek enerjili bir foton, her biri daha düşük enerjiye sahip olan foton çiftlerine dönüştürülür. Böyle bir çiftin dalga boyu 810 nm'dir.

Bir alıcı olarak, fizikçiler kullandıtek fotonlu çığ diyotlu (SPAD) bir matris kamera. Bilim adamları, böyle bir kameranın, geleneksel CMOS kameraların aksine, tek fotonları son derece düşük gürültü seviyeleriyle algılayabilecek kadar hassas olduğunu açıklıyor. Ek olarak, çok büyük bir zamansal çözünürlüğe sahiptir, böylece tek fotonların "varış" zamanı yüksek doğrulukla bilinir.

Faz bölmeli lif:lif yapısı (a), ideal (b) ve gerçek (c) liflerde ışık yayılma şeması. İkinci durumda, ışık, yerelleştirilmiş modlar arasında atlayarak kısmen dağılır. Resim: Alexander Demuth ve diğerleri, İletişim Fiziği

Deney sırasında, SPAD dizisi keşfedildi veaynı anda (eşleşme) gelen foton çiftlerini tanımlayın. Çiftler kuantum korelasyonlu olduğundan, iki fotondan birinin nerede bulunduğunu bilmek diğer fotonun yerini söyler. Ekip, bu korelasyonu kuantum ışığı göndermeden önce ve sonra test ederek, fotonların uzamsal antikorelasyonunun gerçekten de devam ettiğini başarıyla gösterdi.

Araştırmacılar üzerinde çalışmaya devam ediyorteknolojinin iyileştirilmesi. Özellikle, zayıflama etkilerini en aza indirecek ve ilişkili verilerin iletim aralığını artıracak bir optik fiber oluşturmayı planlıyorlar.

Geleneksel tek modlu optikten farklı olarakVerileri tek bir çekirdek üzerinden ileten fiberler, faz bölmeli fiber (PSF) veya faz bölmeli Anderson yerelleştirme fiberi, iki farklı kırılma indeksine sahip bir cam matris içine gömülmüş çok sayıda cam filamentten oluşur. Malzemede iki kırılma indisi olduğu için, bu, malzemede ışığın enine (iki boyutlu) Anderson lokalizasyonu ile sonuçlanan bir yanal bozukluk yaratır.

Daha fazla oku:

Manyetik bir fırtına Dünya'yı vurmak üzere

Ay görevinin ana tehlikesi "Artemis" olarak adlandırıldı

Mumyalamanın gerçek anlamı ortaya çıkıyor: Bunca zaman bilim adamları yanılıyordu

Kapakta: kuantum ışığını iletmek için bir kurulumun bir çizimi. Resim: ICFO/ A. Cuevas