12:30 ص
فيزياء الكم
في مقال نشرته اليوم مجلة Nature's NUMJ Quantum Information ، وصف عمر ماجانا لويزا ، أستاذ مساعد في قسم الفيزياء وعلم الفلك بجامعة ولاية لويزيانا (LSU) وفريقه من الباحثين ، خطوة مهمة إلى الأمام في مجال معالجة الضوء والتحكم فيه. ، التي لديها تطبيقات تكنولوجيا الكم بعيدة المدى في التصوير والمحاكاة والمقاييس والحساب والاتصال والتشفير ، من بين مجالات أخرى. تضمنت الورقة ، التي تحمل عنوان "هندسة الحالة الكمومية متعددة المراحل باستخدام القياسات الشرطية" ، مؤلفين مشاركين من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا في بولدر ، كولورادو ، ومعاهد وجامعات في المكسيك وألمانيا ، بالإضافة إلى تشنغ لونغ يو ، جامعة ما بعد الدكتوراه في جامعة LSU. باحثة وعضو في مجموعة الدكتورة ماغانا-لويزا الضوئية الكمية التجريبية.
على مستوى الكم ، لا يزال الضوء صعب التحكم فيه لأغراض هندسية.
"إذا كنا قادرين على التحكم في تقلبات الفوتون والضوضاء المرتبطة به" ، قالت Magaña-Loaiza. "بعد ذلك ، يمكننا إجراء قياسات أكثر دقة. هذه التكنولوجيا جديدة وستغير مجالنا."
يسابق الفيزيائيون في جميع أنحاء العالم لتطوير تقنيات للحفاظ على خصائص الكم الضوئية بمقاييس كبيرة بما يكفي لأغراض عملية. بينما يستطيع الفيزيائيون حتى الآن التحكم في الخواص الكمومية للفوتونات الفردية وأزواج الفوتونات ، مما يؤدي إلى تطبيقات قوية من خلال التشابك و "التبشير" (حيث توفر معرفة الفوتون معرفة معينة نسبيًا عن فوتون آخر لم يتم اكتشافه بعد) ، أظهر فريق Loaiza بنجاح طريقة لتوليد مجموعات من الفوتونات مع هذه الخصائص القوية نفسها - المعروفة باسم حالات الضربة المتعددة.
من خلال طرح بعض الفوتونات ، قالت Magaña-Loaiza ، "يمكننا إعادة تشكيل شكل الحزمة الموجية وزيادة عدد الفوتونات فيها بشكل مصطنع".
علاوة على ذلك ، في حين أن العلماء السابقين أنتجوا حالات متعددة الفوتونات باستخدام مصادر متعددة ، فقد تمكن فريق Magaña-Loaiza من بناء مصدر واحد لإنتاج حزم متعددة الفصائل تشترك في أوجه التشابه مع أشعة الليزر: إنجاز تكنولوجي كبير.
مصدر الفوتونات المتشابكة. تستخدم العدسة لتركيز شعاع المضخة على البلورة غير الخطية ، ويتم تجميع الفوتونات المتشابكة الناتجة بواسطة عدسة ثانية ثم إرسالها إلى مقسم شعاع مستقطب. يستخدم هذا لتوجيه الفوتونات المتشابكة إلى منافذ مختلفة من المصدر. تظهر الفوتونات ذات الاستقطابات المختلفة من خلال منافذ الإخراج المختلفة. يتم استخدام الليزر الأحمر في مقسم الحزمة المستقطبة لأغراض المحاذاة. الائتمان: إلسا هان ، LSU
ولكن ربما يكون الأمر الأكثر إثارة للإعجاب هو أن المنشور يكشف أن فريق Magaña-Loaiza يمكن أن يولد أنواعًا متعددة من الضوء مع حالات كمية يمكن التحكم فيها في إعداد واحد.
وقال "أعتقد حقًا أننا نفعل شيئًا جديدًا ، وأعتقد أن الناس بدأوا يدركون هذا".
بالإضافة إلى توليد فوتونات مفردة ، يمكنهم أيضًا إنتاج ضوء ليزر متشابك وضوء طبيعي متشابك (مثل أشعة الشمس) مع الخصائص المطلوبة.
وقال: "إذا كنت قادرًا على معالجة الضوء في هذا المستوى الأساسي ، فيمكنك هندسة الضوء".
حصلت Magaña-Loaiza على درجة الدكتوراه في البصريات الكمومية التجريبية في جامعة روتشستر في عام 2016 قبل أن يصبح باحثًا مشاركًا في المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا في بولدر ، كولورادو ، ثم التحق بالكلية في جامعة LSU في أغسطس 2018 ، حيث يقود مجموعة الضوئيات الكمومية التجريبية. تحقيق تقدم مثير في القياس الكمي ، تستخدم المجموعة مصادر الفوتونات المتشابكة لتطوير تقنيات الكم المتعددة. تم مؤلفًا مؤلفًا مؤلفًا مشاركًا مؤلفًا مشاركًا مؤلفًا مع الدكتورة يو مايا لوايزا بينما كان الأخير لا يزال طالبًا للدكتوراه ، وتم اختيار "القياس الكمومي لمضخم الفوتون دون قياسات ما قبل وما بعده المختارة" ، بما في ذلك مساهمات من فيزيائي في جامعة جونسون جونثان داولينج وعدة متعاونين معه ، فائز بمسابقة إميل وولف للطالب المتميز هذا الأسبوع.
ورقة "Multiphoton هندسة الحالة الكمية باستخدام القياسات الشرطية" ، متوفرة على الإنترنت في Nature's npj Quantum Information.
ليست هناك تعليقات: