In che modo i punti quantici collegano due tecnologie avanzate?

In che modo i punti quantici collegano due tecnologie avanzate?

Le tecnologie quantistiche si basano su concetti affascinanti della meccanica quantistica, ad es Stati quantistici ad alta dimensionalità. Questi stati sono componenti fondamentali della scienza dell’informazione quantistica e delle tecnologie quantistiche.

Per far fronte a queste situazioni, gli scienziati hanno utilizzato la luce, nello specifico una proprietà chiamata… Momento angolare orbitale (OAM)Che riguarda il modo in cui la luce viene avvolta nello spazio. Tuttavia, la produzione di singoli fotoni ultraluminosi utilizzando l’OAM in modo deterministico si è rivelata difficile.

Un team di ricercatori diUniversità La Sapienza Roma, daUniversità Parigi-Saclay E daUniversità degli Studi di Napoli Federico II Proprietà OAM combinate con proprietà Punti quantici (QD) Creare un ponte tra due tecnologie all’avanguardia.

I loro risultati sono pubblicati in una rivista ad accesso aperto fotonica avanzata.

Innovazione: un ponte flessibile tra due obiettivi

Questo ponte da loro costruito potrebbe essere utilizzato in modo flessibile per due scopi.

Innanzitutto, può produrre singoli fotoni puri impigliati nello spazio di polarizzazione OAM, che i ricercatori possono contare direttamente.

In secondo luogo, questo ponte può anche produrre coppie di fotoni altamente correlati nel regno quantistico. Sono entangled, così che ogni stato di fotone non può essere descritto indipendentemente dall’altro, anche quando sono distanti. Ciò rappresenta un importante passo avanti nelle comunicazioni quantistiche e nella crittografia.

Schema concettuale del protocollo proposto. Manipolando la polarizzazione e l’OAM dei singoli fotoni generati da una sorgente QD in modo quasi deterministico, si creano stati entangled all’interno delle particelle attraverso l’interazione dei due gradi di libertà attraverso la piastra Q. Nel sistema interparticellare, due fotoni caratterizzati da stati specifici nello spazio ibrido composto dalla polarizzazione e dall’OAM vengono interferiti utilizzando un pacchetto splitter. Il cancello di entanglement probabilistico è stato implementato dopo aver selezionato i numeri probabilistici. Credito fotografico: Alicia Soprano.

Una piattaforma per creare stati di entanglement ibridi

Questa nuova piattaforma ha la capacità di creare stati di entanglement ibridi all’interno e tra particelle, che appartengono tutte a spazi di Hilbert di dimensione superiore.

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Da un lato, il team è riuscito a generare singoli fotoni puri i cui stati quantistici mostrano inseparabilità nel campo ibrido. Polarizzazione OAM. Sfruttando una sorgente quantistica semi-deterministica in combinazione con una q-board, un dispositivo in grado di regolare il valore dell’OAM in base alla polarizzazione dei singoli fotoni, i ricercatori possono convalidare questi stati direttamente attraverso conteggi di singoli fotoni, ovviando così alla necessità di una fonte quantistica. Processo pubblicitario e aumento del tasso di generazione.

D’altra parte, il team utilizza anche il concetto di indiscriminazione all’interno dei singoli fotoni come risorsa per generare coppie di singoli fotoni che possiedono entanglement nello spazio di polarizzazione OAM ibrido.

Secondo il professor Fabio Ciarino, responsabile del Laboratorio di Informazione Quantistica presso il Dipartimento di Fisica dell’Università La Sapienza di Roma: “ Lo schema flessibile proposto rappresenta un passo avanti negli esperimenti multifotoni ad alta dimensione e può fornire un’importante piattaforma per indagini fondamentali e applicazioni fotoniche quantistiche. “.

Sintetico

In poche parole, questa ricerca rappresenta un passo avanti nella nostra ricerca di migliori tecnologie quantistiche. È come collegare due grandi città. Questa connessione apre interessanti possibilità per l’informatica quantistica, le comunicazioni e molto altro ancora.

Per una migliore comprensione

Cos’è il momento angolare orbitale (OAM)?

Il momento angolare orbitale è una proprietà della luce correlata al modo in cui gira e ruota nello spazio. Viene utilizzato per manipolare stati quantistici di dimensione superiore.

Cosa sono i punti quantici (QD)?

I punti quantici sono piccole particelle che hanno un grande potenziale per le tecnologie quantistiche. Sono stati utilizzati per creare un ponte tra l’OAM e le tecnologie quantistiche all’avanguardia.

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Cosa c’è di innovativo in questa ricerca?

L’innovazione sta nella creazione di un ponte flessibile che può essere utilizzato per produrre singoli fotoni puri entangled nello spazio di polarizzazione OAM e coppie di fotoni altamente correlate nel regno quantistico.

Qual è l’impatto di questa ricerca sulle tecnologie quantistiche?

Questa ricerca apre interessanti possibilità per l’informatica quantistica, le comunicazioni e altre applicazioni, collegando due tecnologie all’avanguardia e creando stati di entanglement ibridi.

Qual è il prossimo passo di questa ricerca?

Il prossimo passo sarà quello di esplorare ulteriormente le potenziali applicazioni di questa piattaforma e di estendere gli esperimenti multifotonici ad alta dimensione per indagini fondamentali e applicazioni fotoniche quantistiche.

Spiegazione dell’illustrazione chiave: Schema della piattaforma elastica implementata per creare stati entangled basati sul momento angolare orbitale intraparticella e interparticella tramite una sorgente di punti quantici. Fonte immagine: Niccolò Spagnolo.

Per maggiori dettagli, leggi la ricerca originale Gold Open Access di Soprano et al.,”Momento angolare orbitale basato su stati entangled intra e interparticellari generati tramite una sorgente di punti quanticiStato. Fotone. 4(4) 046008 (2023), doi 10.1117/1.AP.5.4.046008.

[ Rédaction ]

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