Natuurkundigen bouwen een geheugen dat verstrengeling opslaat

Verstrengeling is het vreemde, spookachtige fenomeen waarin kwantumdeeltjes hetzelfde bestaan ​​delen (eigenlijk dezelfde golffunctie). Dus een meting op de ene heeft onmiddellijk invloed op de andere, hoe ver ze ook van elkaar verwijderd zijn. Zogenaamde actie op afstand vormt de kern van veel van de meest dramatische nieuwe technologieën van de moderne natuurkunde: kwantumcryptografie, kwantumteleportatie en kwantumberekening zijn er allemaal van afhankelijk. Dat maakt verstrengeling belangrijk. Dingen zijn de manier waarop veel natuurkundigen verstrengeling beginnen te zien: als een hulpbron, een beetje zoals water of energie, om een ​​beroep op te doen wanneer dat nodig is in de nieuwe kwantumwereld. Deze natuurkundigen willen verstrengeling kunnen creëren, gebruiken en opslaan wanneer dat nodig is. De eerste twee hiervan – het creëren en gebruiken van verstrengeling – zijn de afgelopen 30 of 40 jaar het onderwerp geweest van intensief onderzoek. Maar het vermogen om verstrengeling op een bruikbare manier op te slaan, is natuurkundigen ontgaan. Tot nu. Vandaag demonstreren Christoph Clausen en zijn vrienden van de Universiteit van Genève niet alleen hoe verstrengeling op te slaan, maar ook om het weer in volledig werkende staat vrij te geven. Hun apparaat bestaat uit een lading neodymiumatomen begraven in een kristal van ytterbiumsilicaat, dat bij afkoeling fotonen kan absorberen en opslaan. De vraag die Clausen en co proberen te beantwoorden is of dit apparaat ook verstrengeling kan opslaan. Dus creëerden ze een paar verstrengelde fotonen, stuurden er een het kristal in en wachtten tot het opnieuw werd uitgezonden. Vervolgens bleven ze achter met dit nieuwe foton en het oorspronkelijke lid van het paar. Vervolgens voerden ze een standaardexperiment uit, bekend als een Bell-test, en bewezen dat het paar nog steeds verstrengeld was. Dat is om verschillende redenen indrukwekkend. Om te beginnen, om de verstrengeling te behouden, moet het hele kristal worden betrokken. Dit kristal is ongeveer een centimeter groot en het idee dat verstrengeling kan worden uitgewisseld tussen een foton en een object van deze grootte is verbazingwekkend. Het volgende is het vermogen om verstrengeling van een vliegende qubit - het foton - over te dragen naar een stationaire, het kristal. En dat te doen met fotonen met een golflengte van 1338nm, de zogenaamde telecommunicatiegolflengte die gemakkelijk door glasvezelkabels heen kan. Alle andere golflengten zijn interessant, maar praktisch nutteloos voor communicatie. Maar het meest opwindende aspect van dit alles is dat de verstrengeling het proces van opslag en loslaten überhaupt overleeft. Notoir kwetsbaar, verstrikking lekt in het milieu als water door een zeef. In staat zijn om het op te slaan en vrij te geven, is de ondersteunende technologie die apparaten zoals kwantumrepeaters zou kunnen laten werken. Er is geen tekort aan toepassingen voor dit soort vaardigheden. Het kwantuminternet, om er maar een te noemen, vereist de mogelijkheid om verstrengelde fotonen op te slaan en te verzenden. Ooit leek het min of meer onmogelijk om dit te doen. Verstrikking was gewoon te kwetsbaar. Nu lijkt het slechts een kwestie van tijd voordat we het op de tap hebben. Referentie: arxiv.org/abs/1009.0489 : Kwantumopslag van fotonische verstrengeling in een kristalupdate 13 september 2010: Erhan Saglamyurek wijst erop dit artikel over een geheugenapparaat voor verstrengelde fotonen gepubliceerd op de arXiv op dezelfde dag als het bovenstaande item zich verstoppen