برای گرفتن فوتون های منفرد، محققان یک "دیوار" تداخلی ایجاد می کنند.
فوتون‌ها اساس بسیاری از فناوری‌های کوانتومی نسل بعدی، از جمله ارتباطات کوانتومی فوق‌ایمن و رایانه‌های کوانتومی بالقوه تغییردهنده بازی هستند.
این به این دلیل است که این ذرات نور می توانند در هم پیچیده یا روی هم قرار گیرند - دو حالت کوانتومی که امکان فناوری کوانتومی را فراهم می کند.
اما برای ایجاد این حالات، محققان باید با انواع نور بسیار غیرکلاسیک که تعداد کمی فوتون یا حتی یک فوتون دارند کار کنند. این می تواند یک کار دشوار باشد که نیاز به تنظیم پیچیده دارد، زیرا منابع نور معمولی (مانند لیزر) شرایطی را ایجاد می کنند که در آن همیشه احتمال وجود تعداد زیادی فوتون وجود دارد.
نظریه پردازان دانشکده مهندسی مولکولی پریتزکر (PME) در دانشگاه شیکاگو طرح جدیدی برای گرفتن فوتون های منفرد در یک حفره ایجاد کرده اند. مکانیسم آنها به دو منبع اجازه می دهد تا تعداد انتخاب شده فوتون را قبل از اینکه تداخل مخرب هر دو منبع را خنثی کند، منتشر کنند و اساساً یک "دیوار" ایجاد کند که از ورود فوتون های دیگر جلوگیری می کند.
این مکانیسم جدید می‌تواند راه ساده‌تری برای ایجاد نور کوانتومی بدون استفاده از مواد و سیستم‌های پیچیده‌ای که معمولاً مورد نیاز است، ارائه دهد.
این مطالعه که توسط پروفسور آشیش کلرک با دانشجویان اندرو لینگنفلتر و دیوید رابرتز رهبری شد، در 26 نوامبر در دستاوردهای علمی.
ایجاد "دیوار" تداخل
سیستم‌های معمولی برای گرفتن فوتون‌های منفرد در یک حفره شامل استفاده از موادی است که غیرخطی نوری بسیار بالایی دارند، که فوتون‌های موجود در حفره را مجبور می‌کند تا به شدت با یکدیگر تعامل کنند. در چنین سیستم هایی، فرکانس تشدید حفره را می توان با افزودن حتی یک فوتون به شدت تغییر داد. اگر حفره را با لیزر روشن کنید، ممکن است یک فوتون وارد شود، اما نه یک دوم (به دلیل تغییر فرکانس تولید شده توسط فوتون اول).
مشکل این مکانیسم این است که به غیرخطی‌های نوری بسیار بزرگ و پراکندگی بسیار کم نیاز دارد، ترکیبی که دستیابی به آن در اکثر پلتفرم‌ها اگر غیرممکن نباشد، بسیار دشوار است.
این سیستم که توسط تیم تحقیقاتی Clerk پیشنهاد شده است، از دو منبع مختلف برای انتشار همزمان فوتون ها به داخل حفره ای استفاده می کند که دارای غیرخطی بسیار ضعیف است (برای روش های کاری معمولی بسیار ضعیف است). با تنظیم دقیق، این منابع با تداخل مخرب حذف می شوند - ایجاد یک "دیوار" که فوتون ها را مسدود می کند - زمانی که تعداد فوتون های انتخاب شده در حفره گرفته شود.
کاربردهای بالقوه گسترده است. استفاده از تداخل مخرب در این روش به این معنی است که سیستم نیازی به استفاده از مواد غیرخطی نوری خاص ندارد، که در را به روی چندین پلت فرم مختلف از جمله به عنوان یک ابزار شبیه سازی کوانتومی باز می کند.
مکانیسم اصلی را می توان برای همه انواع تابش الکترومغناطیسی، نه تنها نور مرئی، اعمال کرد. یک فرصت هیجان انگیز استفاده از آن برای تولید و کنترل فوتون با فرکانس مایکروویو در یک مدار ابررسانا است. این ممکن است راه های جدیدی را برای ذخیره و پردازش اطلاعات کوانتومی ایجاد کند. تیم کارمند در حال حاضر با آزمایش کنندگان برای اجرای این طرح برای انجام این کار کار می کند.
او و همکارانش حتی سیستم را به‌عنوان روشی بالقوه برای درهم‌تنیدگی فوتون‌ها بررسی کردند، با مشاهده یک فوتون به‌طور خودکار اطلاعاتی درباره فوتونی که با آن درهم‌پیچیده است، مهم نیست که چقدر دور باشند.
Clerk گفت: "ما فکر می کنیم این طرح می تواند در بسیاری از سیستم های مختلف کار کند." "اگر به مواد خاصی نیاز ندارید، واقعا پتانسیل فناوری کوانتومی مبتنی بر نور را افزایش می دهد."
نقل قول: برای گرفتن فوتون های منفرد، محققان یک "دیوار" تداخلی ایجاد کردند (2021، 3 دسامبر)، که در 3 دسامبر 2021 از https://phys.org/news/2021-12-capture-photons-wall استخراج شد. html
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هرگونه معامله منصفانه به منظور تحقیق یا مطالعه خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوا فقط برای مقاصد اطلاعاتی ارائه شده است.
[ad_2]