تحول در فناوری کوانتومی با جادوی چند فوتونی

تحول در فناوری کوانتومی با جادوی چند فوتونی -تیمی از محققان ژاپنی خواص قابل توجهی از حالت‌های غیرفوک (iNFS) را در فناوری کوانتومی کشف کرده‌اند که پایداری آن‌ها را از طریق اپتیک‌های خطی متعدد نشان می‌دهد و راه را برای پیشرفت‌ها در محاسبات و سنجش کوانتومی نوری هموار می‌کند.

اجسام کوانتومی، مانند الکترون ها و فوتون ها، رفتاری متفاوت از سایر اجسام دارند به گونه ای که فناوری کوانتومی را امکان پذیر می کند. کلید کشف رمز و راز درهم تنیدگی کوانتومی، که در آن فوتون‌های متعدد در حالت‌ها یا فرکانس‌های متعدد وجود دارند، در آنجا نهفته است.

در پیگیری فناوری‌های کوانتومی فوتونیک، مطالعات قبلی سودمندی حالت‌های فوک را مشخص کرده‌اند. این حالت‌های چند فوتونی و چند حالته‌ای هستند که با ترکیب هوشمندانه تعدادی از ورودی‌های تک فوتونی با استفاده از به اصطلاح اپتیک خطی ممکن شده‌اند. با این حال، برخی از حالات کوانتومی ضروری و ارزشمند به چیزی بیش از این رویکرد فوتون به فوتون نیاز دارند.

دستیابی به موفقیت در تحقیقات ایالت های غیر فاک

اکنون، تیمی از محققان دانشگاه کیوتو و دانشگاه هیروشیما به صورت تئوری و تجربی مزایای منحصر به فرد حالت‌های غیرفوک – یا iNFS – حالت‌های کوانتومی پیچیده را که به بیش از یک منبع فوتون و عناصر نوری خطی نیاز دارند، تأیید کرده‌اند.

Shigeki Takeuchi نویسنده مسئول در دانشکده مهندسی فارغ التحصیل می گوید: “ما با موفقیت وجود iNFS را با استفاده از یک مدار کوانتومی نوری با فوتون های متعدد تایید کردیم.”

مفاهیم برای فناوری های کوانتومی نوری

Geobae Park یکی از نویسندگان این مقاله می‌افزاید: «مطالعه ما به پیشرفت‌هایی در کاربردهایی مانند رایانه‌های کوانتومی نوری و سنجش کوانتومی نوری منجر خواهد شد».

فوتون یک حامل امیدوار کننده است زیرا می تواند در فواصل طولانی منتقل شود و در عین حال حالت کوانتومی خود را در دمای ثابت اتاق حفظ کند.

 مهار بسیاری از فوتون ها در حالت های چندگانه، رمزنگاری کوانتومی نوری دوربرد، سنجش کوانتومی نوری و محاسبات کوانتومی نوری را محقق می کند.

چالش‌ها در تولید iNFS پیچیده

ریو اوکاموتو، یکی از نویسندگان این مقاله توضیح می دهد : «ما با زحمت یک نوع پیچیده از iNFS را با استفاده از مدار کوانتومی فوتونیک تبدیل فوریه خود برای آشکارسازی دو فوتون در سه مسیر مختلف ایجاد کردیم، که چالش برانگیزترین پدیده انسجام شرطی برای دستیابی است.

مقایسه با درهم تنیدگی کوانتومی

علاوه بر این، این مطالعه پدیده دیگری را با درهم تنیدگی کوانتومی که به طور گسترده اعمال می شود ، مقایسه کرد که صرفاً با عبور از یک عنصر نوری خطی ظاهر می شود و ناپدید می شود.

 درهم تنیدگی کوانتومی یک حالت کوانتومی با دو یا چند حالت همبسته در برهم نهی بین دو سیستم مجزا است.

هولگر اف هافمن، یکی از نویسندگان دانشگاه هیروشیما، خاطرنشان می کند: «به طرز شگفت انگیزی، این مطالعه نشان می دهد که ویژگی های iNFS هنگام عبور از شبکه ای از عناصر نوری خطی تغییر نمی کند، که نشان دهنده جهشی در فناوری کوانتومی نوری است.

تیم تاکوچی معتقد است که iNFS انسجام مشروط را نشان می‌دهد ، پدیده‌ای تا حدودی مرموز، که در آن شناسایی حتی یک فوتون به معنای وجود فوتون‌های باقی‌مانده در برهم‌نهی مسیرهای متعدد است.

دستورالعمل های آینده

Takeuchi اعلام می‌کند: «مرحله بعدی ما تحقق چند فوتونی، حالت‌های چند حالته و تراشه‌های مدار کوانتومی نوری در مقیاس بزرگ‌تر است».

این تحقیق نشان‌دهنده یک جهش بالقوه در درک و مهار پدیده‌های کوانتومی است.

تحول در فناوری کوانتومی با جادوی چند فوتونی

مهندس حمید تدینی: نویسنده و وبلاگ نویس مشهور، متخصص در زبان برنامه نویسی و هوش مصنوعی و ساکن آلمان است. مقالات روشنگر او به پیچیدگی های این زمینه ها می پردازد و به خوانندگان درک عمیقی از مفاهیم پیچیده فناوری ارائه می دهد. کار او به دلیل وضوح و دقت مشهور است.