Các nhà khoa học tại Đại học Oxford đã phát triển một phương pháp để tạo ra xung đơn photon ngắn nhất từ trước đến nay bằng cách loại bỏ nhiễu của sự vướng víu lượng tử. Thí nghiệm này phá vỡ kỷ lục trước đó cho xung đơn photon ngắn nhất; photon Oxford ngắn hơn 50 lần. Trong khi điều này nghe có vẻ khá tuyệt, tất cả những gì là ồn ào? Làm thế nào những hạt sóng điện từ nhỏ bé này có thể được sử dụng? Trong hai từ: Tính toán lượng tử. Và trong ba từ bổ sung: thông tin vệ tinh lượng tử…
Sự vướng víu lượng tử là một tình huống khó khăn để diễn tả. Tóm lại: Nếu một photon được hấp thụ bởi một loại vật liệu, hai photon có thể được phát lại. Hai photon này có năng lượng thấp hơn photon ban đầu, nhưng chúng được phát ra từ cùng một nguồn và do đó vướng mắc. Cặp vướng víu này được liên kết chặt chẽ; bất kể khoảng cách họ được tách ra. Nếu trạng thái lượng tử của một cái được thay đổi, cái kia sẽ trải qua sự thay đổi đó. Về lý thuyết, cho dù các photon này cách nhau bao xa, sự thay đổi lượng tử của cái này sẽ truyền đến cái kia ngay lập tức. Einstein gọi đây là hiện tượng lượng tửhành động ma quái ở một khoảng cáchBố và didn tin rằng điều đó là có thể, nhưng thử nghiệm đã chứng minh điều khác.
Vì vậy, trong một ấn phẩm gần đây, nhóm Oxford đang cố gắng loại bỏ trạng thái vướng víu của photon, thí nghiệm này không phải là về việc sử dụng hành động ma quái này, mà là để loại bỏ nó. Điều này là để loại bỏ nhiễu gây ra khi phát hiện một trong các cặp photon. Khi một trong hai cặp song sinh được phát hiện, trạng thái lượng tử của người kia bị thay đổi, làm ô nhiễm tín hiệu. Nếu hiệu ứng này có thể được loại bỏ, có thể tạo ra các photon tinh khiết trong thời gian ngắn, tạo ra một giai đoạn mới của điện toán lượng tử. Nếu các nhà khoa học có các photon đơn lẻ rất rõ ràng, giống hệt nhau theo ý của họ, thông tin có độ chính xác cao có thể được mang theo mà không có sự can thiệp từ bản chất kỳ quặc của vật lý lượng tử.
“Kỹ thuật của chúng tôi giảm thiểu tác động của sự vướng víu này, cho phép chúng tôi chuẩn bị các photon đơn cực kỳ phù hợp và theo hiểu biết của chúng tôi, có thời lượng ngắn nhất trong số các photon từng được tạo ra. Đây không chỉ là một cái nhìn sâu sắc hấp dẫn về vật lý cơ bản mà các thuộc tính nhất quán và thời gian chính xác của các photon này cũng khiến chúng trở nên hoàn hảo để xây dựng các cổng logic lượng tử quang tử và thực hiện các thí nghiệm cần số lượng lớn photon đơn. - Peter Mosley, Đồng điều tra viên, Đại học Oxford.
Blog của Đại học Oxford báo cáo tin tức này nhấn mạnh mức độ hữu ích của các photon được yêu thích này đối với điện toán lượng tử, truyền thông lượng tử trong không gian cũng có thể là một nhà hảo tâm chính. Tưởng tượng việc gửi các xung của các photon giống hệt lượng tử trong không gian, đến các vệ tinh lúc đầu, sau đó qua không gian liên hành tinh. Các nhà khoa học vũ trụ sẽ có một nguồn tài nguyên cực kỳ mạnh mẽ để dữ liệu có thể được gửi qua chân không, được mã hóa trong một số lượng nhỏ photon, không thể mã hóa cho mọi thứ khác ngoài đích đến của nó
Nguồn: Đại học Oxford
