دانشمندان از طریق رابط مکانیکی، درهم‌تنیدگی نوری-ریزموج را نشان می‌دهند

دانشمندان از طریق رابط مکانیکی، درهم‌تنیدگی نوری-ریزموج را نشان می‌دهند

محققان موسسه نیلز بور در دانشگاه کپنهاگ با استفاده از لیزرها، روشی را برای درهم¬تنیده کردن میدان¬های الکترومغناطیسی ناشی از تابش ریزموج و پرتوهای نوری توسعه داده‌اند.

ایجاد درهم‌تنیدگی بین میدان‌های ریزموج و نوری می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا چالش به اشتراک گذاری درهم‌تنیدگی بین دو کامپیوتر کوانتومی دور که در قلمروی ریزموج کار می‌کنند را حل کنند.

به گفته محققان، یکی از پیشرفته‌ترین سیستم‌های کوانتومی امروزی، مبتنی بر مدارهای ابررسانایی است که در قلمروی ریزموج کار می‌کنند. با این حال، اتصال این کامپیوترها برای فراهم کردن یک شبکه کوانتومی، چالش‌برانگیز است، زیرا ریزموج‌ها نمی‌توانند بدون اتلاف که برای محاسبات کوانتومی مضر است، انتشار یابند.

به گفته محققان، یک راه برای کاهش این مشکل، ابتدا درهم‌تنیده کردن ریزموج‌ها با میدان‌های نوری و سپس استفاده از پیوندهای نوری است که اتلاف بسیار کمتری برای ارتباطات بلندبرد دارند. با این حال، به دلیل تفاوت در طول ‌موج‌ها (‏میلی‌متر برای ریزموج و میکرومتر برای نور)‏ این تبدیل آسان نیست.

هنگامی که یک میدان الکترومغناطیسی مانند یک پرتوی لیزر از یک جسم مرتعش منعکس می‌شود، می‌تواند ارتعاش را بازخوانی کند. یک میدان الکترومغناطیسی از فوتون‌ها تشکیل شده‌ که جسم را در هنگامی که نور از آن به بیرون می‌جهد، بمباران می‌کند، که منجر به ارتعاش اضافی به نام پس‌کنش کوانتومی می‌شود. بازتاب دو میدان الکترومغناطیسی به یک جسم مکانیکی، موجب برهمکنش موثری بین میدان‌ها می‌گردد.

محققان دو پرتو لیزر را با پرتاب آن‌ها به یک تشدیدگر مکانیکی (‏یک غشای کششی) ‏درهم‌تنیده کردند. آن‌ها از غشایی به ابعاد nm20 × mm6/3 × mm6/3 که از نیترید سیلیکون ساخته ‌شده بود، استفاده کردند و آن را با الگویی از حفره‌ها که حرکت لایه‌ی مرکزی را جدا می‌کرد، سوراخ کردند که این امر دستگاه را برای نشان دادن پس‌کنش کوانتومی، به اندازه کافی حساس کرد.

آن‌ها به طور همزمان دو لیزر را بر روی غشا تاباندند، به طوری که هر لیزر قادر به دیدن پس‌کنش کوانتومی دیگری بود. این کار همبستگی‌های قدرتمندی ایجاد کرد که منجر به درهم ‌تنیدگی بین دو لیزر شد. محققان می‌گویند: «شما می‌توانید بگویید که دو لیزر از طریق حرکت غشا صحبت می‌کنند.

نوسانگر غشا به عنوان یک محیط برهمکنش عمل می‌کند، زیرا لیزرها مستقیما با یکدیگر صحبت نمی‌کنند (فوتون‌ها فقط از طریق نوسانگر برهمکنش می‌کنند و با خودشان برهمکنش ندارند). برهمکنش بین فوتون‌ها و غشا، مستقل از طول‌ موج است که درهم‌تنیدگی نوری-ریزموج را امکان‌پذیر می‌کند».
درهم‌تنیدگی از رابط مکانیکی برودتی در تمام طول مسیر تا پرتوهای لیزر که در آشکارسازهای هموداین (homodyne) دمای اتاق آنالیز شده‌اند، حفظ می‌شود. این امر، امکانی را برای دسته‌ای از سیستم‌های کوانتومی هیبریدی مبتنی بر رابط‌های مکانیکی فراهم می‌کند تا درهم‌تنیدگی بین سیستم‌های کوانتومی حالت جامد (که معمولا در دماهای پایین کار می‌کنند) و میدان های نوری سیار را کنترل کنند. کارهای تجربی بیشتری، به ویژه عملکرد غشا در دمایی نزدیک به صفر مطلق، دمایی که امروزه کامپیوترهای کوانتومی ابررسانا در آن کار می‌کنند، لازم خواهد بود.

درهم‌تنیدگی نوری-ریزموج با رابط مکانیکی، مبتنی بر سیستم‌های الکترو-اپتومکانیکی غشایی می‌تواند یک منبع بسیار مهم برای شبکه‌های کامپیوترهای کوانتومی مبتنی بر کیوبیت‌های ابررسانا را فراهم کند.
منبع: photonics

 
كلمات كليدي :
درهم تنیدگی کوانتومی
 
امتیاز دهی
 
 

نظر شما
نام  
پست الكترونيک
وب سایت
متنی که در تصویر می بینید عینا تایپ نمایید
نظر
login