Lauren Thompson
Forskare har avslöjat en banbrytande idé: att sammanfläta ljuspartiklar med ljud, en innovation som kan revolutionera kvantteknologin. Denna idé, känd som optoakustisk sammanflätning, skapar ett partnerskap mellan två fundamentalt olika partiklar: en foton och en fonon.
I framkant av denna banbrytande forskning står fysikerna Changlong Zhu, Claudiu Genes och Birgit Stiller från Max Planck-institutet för ljusvetenskap i Tyskland. Deras föreslagna system presenterar en ny form av partikelinteraktion som är anmärkningsvärt motståndskraftig mot extern störning, en betydande utmaning i utvecklingen av kvantteknologi.
Kvant sammanflätning har enorm potential för framtida tillämpningar inom snabb, säker kommunikation och kraftfulla datorsystem. Men dess ömtåliga natur innebär utmaningar för praktisk användning, eftersom sammanflätade tillstånd lätt störs av externa krafter. Forskare över hela världen utforskar aktivt lösningar för att förbättra robustheten hos dessa kvanttillstånd.
Zhu och hans team föreslår en unik strategi: istället för att sammanfläta två ljuspartiklar strävar de efter att koppla en foton med en ljudvåg. Denna uppgift är komplex, med tanke på de olika hastigheterna och energinivåerna som är involverade. Teamet syftar till att uppnå detta genom att utnyttja Brillouin-spridning—en process där ljus interagerar med akustiska vibrationer på atomnivå.
Intressant nog möjliggör denna metod operationer vid högre temperaturer, vilket kan eliminera behovet av kostsamma kylsystem. Även om ytterligare forskning och testning behövs, öppnar denna upptäckte nya vägar inom kvantfysik, med potentiella effekter på datorkraft, kommunikation och till och med att undersöka gränsen mellan klassiska och kvantmässiga områden. Studien som beskriver dessa resultat har publicerats i Physical Review Letters.
Kommer optoakustisk sammanflätning att bana vägen för ett kvantsprång?
I en banbrytande twists på kvantforskning har ett team av fysiker från Max Planck-institutet för ljusvetenskap i Tyskland introducerat begreppet optoakustisk sammanflätning. Denna revolutionerande idé involverar sammanflätning av fotoner med fononer, vilket potentiellt kan övervinna nyckelutmaningar inom kvantteknologi.
Utforskning av optoakustisk sammanflätning
Kärnan i denna innovation är forskarna Changlong Zhu, Claudiu Genes och Birgit Stiller, vars banbrytande arbete med att associera ljuspartiklar med ljud erbjuder en ny form av partikelinteraktion. Denna nya metod är anmärkningsvärt mer motståndskraftig mot extern störning—ett betydande framsteg med tanke på den traditionella ömtåligheten hos kvanttillstånd.
Förbättring av kvantkommunikation och databehandling
Kvant sammanflätning ses som en hörnsten för framtida tillämpningar som lovar snabb och säker kommunikation tillsammans med kraftfulla beräkningsmöjligheter. Den pågående utmaningen ligger i den känsliga naturen hos sammanflätade tillstånd, som är mottagliga för störning av externa krafter. Optoakustisk sammanflätning kan erbjuda ett mer stabilt alternativ, utnyttjande de distinkta egenskaperna hos fotoner och fononer.
Rollen av Brillouin-spridning
Denna nya metod bygger på processen av Brillouin-spridning, där ljus interagerar med akustiska vibrationer på atomnivå. Prospektet att utföra sammanflätning vid högre temperaturer ger möjligheten att minska eller till och med eliminera behovet av dyra kylsystem—en ekonomisk och praktisk fördel i att främja kvantteknologier.
Potentiella implikationer och framtida riktningar
Medan ytterligare experiment och validering är avgörande, är denna upptäckte på väg att påverka flera områden, inklusive:
– Kvantdatorer: Förbättrad stabilitet och effektivitet i framtida kvantdatorer.
– Kvantkommunikation: Mer robusta och pålitliga kvantnätverk för säker datatransmission.
– Utforskning av kvantklassiska gränser: Nya insikter i samspelet mellan klassisk fysik och kvantmekanik.
När den vetenskapliga gemenskapen fortsätter att utforska detta koncept, framträder möjligheten av en ny era inom kvantfysik—med optoakustisk sammanflätning som potentiellt spelar en avgörande roll i utvecklingen av kvantteknologi.
För mer insikter om banbrytande forskning, kan du besöka Max Planck Institutet.
