독일과 스위스의 연구자들은 자유 전자와 광자의 양자 얽힘을 달성했습니다. 팀은 다음과 같습니다. 아르민 파이스트 Max Planck Institute for Multidisciplinary Sciences에서 포토닉스와 전자 현미경의 요소를 결합한 새로운 실험 장치를 사용하여 위업을 달성했습니다.
양자 역학의 얽힘은 두 개 이상의 입자가 단일 양자 상태로 설명될 때 발생합니다. 이는 입자가 고전 물리학에서 허용하는 것보다 훨씬 더 가까운 관계를 제공합니다.
빠르게 성장하는 양자 기술 분야에서 입자 간의 얽힘을 설정하는 능력은 종종 중요합니다. 얽힘의 특히 중요한 응용 중 하나는 얽힌 쌍에서 하나의 입자가 감지되면 다른 입자가 양자 회로에서 사용할 수 있음을 나타내는 "예고"입니다.
하이브리드 쌍
얽힌 입자는 동일할 필요가 없으며, 예를 들어 광자와 전자 등 서로 다른 입자의 얽힌 쌍에 의존하는 새로운 종류의 하이브리드 양자 기술이 등장하고 있습니다. 그러나 하이브리드 쌍을 얽히게 하는 실용적인 방법을 개발하는 것은 여전히 어려운 일입니다.
Feist와 동료들은 광자 칩에 배치된 고리 모양의 광학 마이크로 공진기를 특징으로 하는 새로운 실험 설정을 만들어 이 문제를 해결했습니다. 전자현미경을 사용하여 연구진은 또한 고리에 접선 방향으로 통과하는 고에너지 전자 빔을 생성했습니다. 전자가 링을 통과할 때 전자는 마이크로 공진기의 소멸 장과 상호 작용합니다. 이로 인해 링 내에 광자가 생성됩니다. 결정적으로, 이러한 새로운 광자 각각은 빔의 전자와 얽혀 있습니다. 이 광자는 광섬유를 사용하여 링에서 추출됩니다.
Feist 팀은 설정을 테스트하기 위해 별도의 검출기에 전자와 해당 광자를 수집한 다음 양자 상태 간의 일치를 측정했습니다. 그들이 바라던 대로 검출기는 상호작용 과정에서 전자-광자 쌍이 얽혀 있음을 확인했습니다.
증류 방법은 단일 광자 쌍에서 양자 얽힘을 강화합니다.
팀은 그들의 기술이 전자현미경의 혁신에 영감을 줄 수 있기를 바라고 있습니다. 예고를 통해 연구원들은 얽힌 광자에 대한 상호 작용의 영향을 연구함으로써 전자빔과 원자 규모 샘플 간의 상호 작용을 조사할 수 있습니다. 이러한 광자는 전자보다 직접 측정하기가 훨씬 쉬우며 이는 전자 현미경의 감도와 이미징 기능을 향상시킬 수 있습니다.
더 광범위하게, 그들의 접근 방식은 양자 정보 과학의 툴킷을 확장하여 자유 전자를 포함할 수 있으며 잠재적으로 양자 컴퓨팅 및 통신 분야의 혁신을 위한 새로운 가능성을 열 수 있습니다.
연구는 다음에 설명되어 있습니다. 과학.
