การทดลองได้รับรังสีคลื่นหกตัวด้วยเลเซอร์ตัวเดียว

Anonim

นักฟิสิกส์ชาวออสเตรียเออร์วินSchrödinger (2430-2504) หนึ่งในยักษ์ใหญ่ของวิทยาศาสตร์ร่วมสมัยถือว่าเป็นสิ่งที่น่าสนใจที่สุดในสมบัติเชิงควอนตัมพัวพัน ในมุมมองของเขานี่เป็นปรากฏการณ์ที่ทำให้โลกควอนตัมแตกต่างจากโลกแห่งความเป็นจริงอย่างแท้จริง ความยุ่งเหยิงเกิดขึ้นเมื่อกลุ่มของอนุภาคหรือคลื่นถูกสร้างขึ้นหรือโต้ตอบในลักษณะที่รัฐควอนตัมของแต่ละอนุภาคหรือคลื่นไม่สามารถอธิบายได้อย่างอิสระจากคนอื่น ๆ แต่ห่างกันพวกเขาจะ การทดลองที่สถาบันฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยเซาเปาโล (IF-USP) ในบราซิลประสบความสำเร็จในการพันคลื่นแสงหกคลื่นที่สร้างขึ้นโดยแหล่งกำเนิดแสงเลเซอร์ที่รู้จักกันในชื่อออสซิลเลเตอร์เชิงเส้นออพติคอล

บทความเกี่ยวกับการทดลองเหล่านี้ได้รับการตีพิมพ์ใน Physical Review Letters และ Physical Review A การทดลองได้รับการเน้นในคุณลักษณะข่าวพิเศษที่โพสต์ทางออนไลน์

"แพลตฟอร์มของเรามีความสามารถในการสร้างสิ่งกีดขวางขนาดใหญ่ของโหมดออปติคอลหลายแบบด้วยความถี่ที่แตกต่างกัน แต่มีการกำหนดความถี่ที่ดีเช่นเดียวกับการเชื่อมต่อโหนดของเครือข่ายขนาดใหญ่ควอนไทม์ที่ผลิตขึ้นจึงสามารถควบคุมได้ด้วยพารามิเตอร์เดียวคือพลังของภายนอก เลเซอร์ที่ปั๊มระบบ "Marcelo Martinelli หนึ่งในผู้ประสานงานของการทดลองกล่าวว่า Martinelli เป็นศาสตราจารย์ที่ IF-USP และผู้ตรวจสอบหลักของโครงการ

Martinelli กล่าวว่า "ความยุ่งเหยิงเป็นสมบัติที่เกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์เชิงควอนตัมระหว่างระบบที่แตกต่างกัน "ความสัมพันธ์เหล่านี้เป็นสินทรัพย์สำคัญที่สามารถทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำงานได้ดีกว่าคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมในการปฏิบัติงานเช่นการจำลองหรือการแฟ็กแฟ็กแฟกซ์ที่สำคัญการดำเนินงานที่สำคัญสำหรับการรักษาความปลอดภัยข้อมูลในโลกปัจจุบันด้วยเหตุนี้การสร้างระบบที่มีส่วนประกอบพันกัน เป็นความท้าทายที่สำคัญในการนำความคิดของทฤษฎีสารสนเทศควอนตัมมาใช้ "

ประมวลผลได้เร็วขึ้น

ในการวิจัยก่อนหน้านี้ทีมงาน IF-USP พัวพันกับโหมดสองและสามด้วยออปชันออพติคอลออพติก การทดลองล่าสุดของพวกเขามีพื้นที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าสำหรับข้อมูลที่จะถูกเข้ารหัส

ความคิดนี้เข้าใจง่ายขึ้นโดยการเปรียบเทียบ บิตคลาสสิกเป็นระบบสองรัฐที่สามารถอยู่ในสถานะเดียวได้ตลอดเวลา - ทั้งศูนย์หรือหนึ่ง นี่คือพื้นฐานของตรรกะไบนารี โควต้า (บิตควอนตัม) สามารถเป็นตัวแทนหนึ่งศูนย์หรือ superposition ควอนตัมของทั้งสองรัฐดังนั้นจึงสามารถเข้ารหัสข้อมูลได้มากกว่าบิตแบบคลาสสิก

ความยุ่งเหยิงสอดคล้องกับความสัมพันธ์ nonlocal ของหลาย qubits Nonlocality เป็นลักษณะเฉพาะของธรรมชาติและเป็นหนึ่งในความแตกต่างที่สำคัญระหว่างควอนตัมฟิสิกส์และฟิสิกส์คลาสสิกซึ่งเป็นที่ยอมรับเฉพาะความสัมพันธ์ในท้องถิ่นเท่านั้น Martinelli อธิบายว่าหลักการทั่วไปนี้แสดงให้เห็นในการทดลองอย่างไร เลเซอร์ส่งพลังงานทั้งหมดสำหรับกระบวนการนี้ลำแสงที่ผลิตโดยเลเซอร์ชนิดนี้จะกระทบกับคริสตัลและสร้างอีกสองฟิลด์ซึ่งรักษาลักษณะของเลเซอร์: แสงขาวดำที่มีความถี่ที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนดังนั้นระบบจึงประกอบด้วย สามเขตข้อมูลที่รุนแรงแต่ละเขตข้อมูลที่รุนแรงคู่ของเขตที่อ่อนแอมากเพื่อให้เขตข้อมูลที่หกเป็นคู่กับเขตข้อมูลหลัก correlations ระหว่างพวกเขามีความแข็งแรงกว่าความสัมพันธ์ที่เป็นไปได้ถ้าใช้เลเซอร์ที่เป็นอิสระ "

อุปกรณ์ที่สร้างสถานะที่ทอดทิ้งออสซิลเลเตอร์อิงค์ออปติคัลประกอบด้วยผลึกขนาดเล็กระหว่างกระจกสองชั้น คริสตัลยาว 1 ซม. และระยะห่างระหว่างกระจกน้อยกว่า 5 ซม. อย่างไรก็ตามเนื่องจากการระบายความร้อนเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับกระบวนการคริสตัลและกระจกจะถูกวางไว้ภายในกล่องอลูมิเนียมในสูญญากาศเพื่อป้องกันการควบแน่นและเพื่อป้องกันไม่ให้ระบบลุกลาม

ข้อมูลที่สามารถเข้ารหัสโดยคลื่นเดี่ยวจะถูก จำกัด ด้วยหลักการความไม่แน่นอน ในกรณีนี้คลื่นความกว้างและเฟสทำหน้าที่เป็น analogues ของตำแหน่งอนุภาคและความเร็วตัวแปรที่พิจารณาโดย Werner Heisenberg (1901-1976) ในการกำหนดหลักการ

"ด้วยความยุ่งเหยิงข้อมูลบางส่วนในแต่ละคลื่นหายไป แต่ข้อมูลทั่วโลกในระบบจะได้รับการเก็บรักษาไว้ในรูปแบบที่ใช้ร่วมกัน" Martinelli กล่าว "การแบ่งปันหมายความว่าเมื่อเราสังเกตคลื่นเดี่ยวเราจะได้รับแจ้งเกี่ยวกับอีกห้าคนในเวลาเดียวกันแต่ละลำแสงจะไปที่เครื่องตรวจจับและการกระจายข้อมูลเหล่านี้ไปยังหน่วยงานอิสระช่วยเพิ่มความเร็วในการประมวลผล"

หกคลื่นประกอบด้วยชุด เมื่อข้อมูลได้มาจากคลื่นเดียวข้อมูลจะได้รับในระบบทั้งหมด เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงระบบทั้งหมดจะมีการเปลี่ยนแปลง

menu
menu