Bir foton ile serbest elektronun kuantum dolanması Almanya ve İsviçre'deki araştırmacılar tarafından başarıldı. liderliğindeki ekip, armin feist Max Planck Çok Disiplinli Bilimler Enstitüsü'nde, fotonik ve elektron mikroskobu unsurlarını birleştiren yeni bir deney düzeneği kullanarak başarıya ulaştı.
Kuantum mekaniğinde dolaşıklık, iki veya daha fazla parçacık tek bir kuantum durumu tarafından tanımlandığında meydana gelir ve bu, parçacıklara klasik fiziğin izin verdiğinden çok daha yakın bir ilişki sağlar.
Hızla büyüyen kuantum teknolojisi alanında, parçacıklar arasında dolaşıklık oluşturma yeteneği genellikle çok önemlidir. Dolanıklığın özellikle önemli bir uygulaması, dolanık bir çiftteki bir parçacığın algılanmasının, diğer parçacığın bir kuantum devresinde kullanıma uygun olduğunu gösterdiği "haberciliktir".
Hibrit çiftler
Dolanık parçacıkların aynı olması gerekmez ve örneğin fotonlar ve elektronlar gibi birbirine dolanmış farklı parçacık çiftlerine dayanan yeni bir hibrit kuantum teknolojileri sınıfı ortaya çıkıyor. Bununla birlikte, hibrit çiftleri dolaştırmanın pratik yollarını geliştirmek bir zorluk olmaya devam ediyor.
Feist ve meslektaşları, fotonik bir çip üzerine yerleştirilmiş halka şeklinde bir optik mikro rezonatör içeren yeni bir deney düzeneği oluşturarak bu sorunu ele aldılar. Bir elektron mikroskobu kullanarak, araştırmacılar ayrıca halkaya teğet geçen bir yüksek enerjili elektron demeti yarattılar. Halkayı geçerken elektronlar mikrorezonatörün kaybolan alanıyla etkileşime girer. Bu, halka içinde fotonların oluşmasına neden olur. En önemlisi, bu yeni fotonların her biri, ışında bir elektronla dolaşmış. Bu fotonlar daha sonra bir optik fiber kullanılarak halkadan çıkarılır.
Feist'in ekibi, kurulumlarını test etmek için elektronları ve bunlara karşılık gelen fotonları ayrı dedektörlerde topladı ve ardından kuantum durumları arasındaki çakışmayı ölçtü. Detektör, umdukları gibi, etkileşim süreci sırasında elektron-foton çiftlerinin birbirine karıştığını doğruladı.
Damıtma yöntemi, tek bir foton çiftinde kuantum dolaşıklığı güçlendirir
Ekip, tekniklerinin elektron mikroskobundaki yeniliklere ilham verebileceğini umuyor. Müjdeleme yoluyla, araştırmacıların, etkileşimin dolaşmış fotonlar üzerindeki etkilerini inceleyerek elektron ışınları ve atomik ölçekli örnekler arasındaki etkileşimi araştırmasına izin verebilir. Bu fotonları doğrudan ölçmek elektronlardan çok daha kolay olacaktır ve bu, elektron mikroskobunun hassasiyetini ve görüntüleme yeteneklerini geliştirebilir.
Daha geniş anlamda, yaklaşımları, kuantum bilgi biliminin araç setini serbest elektronları içerecek şekilde genişletebilir - potansiyel olarak kuantum hesaplama ve iletişimde yenilikler için yeni olanaklar açabilir.
Araştırma şu şekilde açıklanmaktadır: Bilim.
