Berlin - Saba:

In neuen wissenschaftlichen Forschungen haben Physiker eine Theorie entwickelt, die auf mutige Weise zwei Teilchen zweier sehr unterschiedlicher Arten miteinander verschränken kann, nämlich die Einheit Licht oder Photon mit dem Phonon, das das Quantenäquivalent einer Schallwelle ist. .

Die Physiker Zhanglong Zhou, Claudio Jens und Birgit Stiller vom Max-Planck-Institut für Photowissenschaften in Deutschland nannten ihr vorgeschlagenes neues System „optoakustische Verschränkung“.

Diese Innovation stellt ein Hybridsystem dar, das zwei sehr unterschiedliche Grundteilchen verwendet und so eine Form der Verschränkung erzeugt, die einzigartig resistent gegen externes Rauschen ist, was eines der größten Probleme der Quantentechnologie darstellt und sie zu einem wichtigen Schritt in Richtung leistungsfähigerer Quantengeräte macht zur „Science Alert“-Website Scientific .

Die wissenschaftliche Website zitierte Wissenschaftler mit der Aussage, dass die Quantenverschränkung vielversprechende Anwendungen im Bereich der Hochgeschwindigkeits-Quantenkommunikation und des Quantencomputings habe, da die einzigartige Physik, die isolierte und verschränkte Teilchen vor und nach der Messung bestimmt, sie ideal für eine Reihe von Anwendungen macht , von der Kryptographie bis hin zu Hochgeschwindigkeitsalgorithmen. .

Der genaue Quantenzustand, der für diese Operationen erforderlich ist, kann jedoch leicht gebrochen werden, ein Problem, das ihre Realisierung in praktischen Anwendungen eingeschränkt hat .

Wissenschaftler arbeiten daran, dieses Problem zu lösen, und zwar mit einigen vielversprechenden Wegen, bei denen höhere Dimensionen die Auswirkungen des sich verschlechternden Lärms verringern, ebenso wie das Hinzufügen von mehr Partikeln zum verschränkten System. .

Eine praktische Lösung umfasst höchstwahrscheinlich mehr als einen Weg. Je mehr Optionen wir haben, desto wahrscheinlicher ist es, dass wir die richtige Kombination finden. .

Der von Zhu und seinen Kollegen untersuchte Weg besteht darin, Photonen nicht mit anderen Photonen, sondern mit einem „Teilchen“ einer völlig anderen Ausbreitung, dem Schall, zu paaren, was schwierig zu erreichen ist, da sich Photonen und Phononen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten fortbewegen und unterschiedliche Energieniveaus haben. .

Die Forscher zeigten, wie Partikel miteinander verwickelt werden können, indem sie sich einen Prozess namens „Braylon-Streuung“ zunutze machten, bei dem Licht durch Schallschwingungswellen gestreut wird, die durch Wärme zwischen Atomen im Material erzeugt werden. .

In dem vorgeschlagenen Festkörpersystem würden die Forscher Laserlicht und Schallwellen in eine aktive Braylon-Festkörperlichtwelle auf dem Chip pulsieren, die die Braylon-Streuung auslösen soll. Wenn sich die beiden Wellen entlang derselben photonischen Struktur bewegen, wandert das Phonon mit einer viel langsameren Geschwindigkeit, was zu einer Streuung führt, die Partikel mit erheblich unterschiedlichen Energieniveaus verschränken kann. Was dies noch interessanter macht, ist, dass es bei höheren Temperaturen als bei herkömmlichen Verschränkungsmethoden erreicht werden kann, wodurch die Verschränkung aus der kryogenen Zone entfernt und verringert wird der Bedarf an teurer Spezialausrüstung. Der Preis .

Die Forscher sagen: „Es bedarf weiterer Untersuchungen und Experimente, aber es ist ein vielversprechendes Ergebnis.“ ".

Die Wissenschaftler erklärten, dass „die Tatsache, dass das System über einen großen Frequenzbereich von optischen und akustischen Moden arbeitet, eine neue Möglichkeit der Verschränkung mit kontinuierlichen Moden mit sich bringt, die ein großes Potenzial für Anwendungen in den Bereichen Quantencomputing, Quantenspeicherung, Quantenmessung und Quantenphysik bietet.“ Teleportation, verschränkungsgestützte Quantenkommunikation und Erforschung.“ Die Grenzen zwischen der klassischen und der quantitativen Welt.