ในตัวอย่างโฟตอนที่แยกไม่ออก พวกมันแยกไม่ออกได้อย่างไร? ขณะนี้ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติได้ตอบคำถามนี้ด้วยการวัดความสามารถในการแยกความแตกต่างของหลายโฟตอนที่แม่นยำเป็นครั้งแรก ทีมงานได้แสดงให้เห็นว่าสามารถตรวจสอบทั้งประสิทธิภาพของแหล่งกำเนิดโฟตอนเดี่ยวและการสร้างสถานะหลายโฟตอนในการทดลองออปติ คควอนตัมได้ ด้วยการใช้ออปติคอลอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์
ชนิดนวัตกรรมใหม่
ที่อิงจากท่อนำคลื่นที่เชื่อมต่อถึงกัน เพิ่ม “องค์ประกอบพิเศษในกล่องเครื่องมือของเครื่องทดลองเลนส์ควอนตัม”ในโลกประจำวันที่ควบคุมโดยฟิสิกส์คลาสสิก เราสามารถหาวิธีบอกได้เสมอว่าวัตถุขนาดมหึมาใดเป็นวัตถุใด แม้ว่าวัตถุหลายชิ้นจะดูเผินๆ เหมือนกันก็ตาม อย่างไรก็ตาม
ในโลกควอนตัม อนุภาคสามารถเหมือนกันได้ในเชิงลึก นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยโพลีเทคนิคแห่งมิลาน ประเทศอิตาลี อธิบาย สิ่งนี้ทำให้ไม่สามารถแยกความแตกต่างของอนุภาคหนึ่งออกจากอีกอนุภาคหนึ่งได้อย่างแท้จริง และนำไปสู่พฤติกรรมคล้ายคลื่น เช่น การรบกวน พฤติกรรมที่ผิดปกติเหล่านี้
ทำให้โฟตอนที่เหมือนกันเป็นทรัพยากรหลักในเทคโนโลยีควอนตัมออปติก ตัวอย่างเช่น ในการคำนวณแบบควอนตัม พวกมันสร้างพื้นฐานของ ที่ใช้ในการคำนวณ ในการสื่อสารแบบควอนตัม จะใช้ในการส่งข้อมูลผ่านเครือข่ายควอนตัมขนาดใหญ่พิสูจน์การแยกแยะไม่ออกอย่างแท้จริงในการตรวจสอบ
ว่าโฟตอนสองตัวนั้นแยกไม่ออกหรือไม่ นักวิจัยมักจะส่งโฟตอนผ่านอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ซึ่งสองช่องสัญญาณหรือท่อนำคลื่นอยู่ใกล้กันมากจนโฟตอนแต่ละตัวสามารถทะลุผ่านทั้งสองช่องได้ หากโฟตอนทั้งสองไม่สามารถแยกแยะได้อย่างสมบูรณ์ โฟตอนทั้งสองจะรวมกันอยู่ในท่อนำคลื่นเดียวกันเสมอ
อย่างไรก็ตาม เทคนิคนี้ไม่สามารถใช้กับชุดโฟตอนที่ใหญ่ขึ้นได้ เพราะแม้ว่าจะทำซ้ำสำหรับชุดค่าผสมสองโฟตอนที่เป็นไปได้ทั้งหมด แต่ก็ยังไม่เพียงพอที่จะระบุลักษณะของชุดโฟตอนหลายชุดได้อย่างสมบูรณ์ นี่คือสาเหตุที่ “การแยกแยะไม่ออกอย่างแท้จริง” ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่ระบุปริมาณโฟตอน
ที่ชุดหนึ่ง
ใกล้เคียงกับสถานะที่เหมือนกันในอุดมคตินี้มากเพียงใด จึงวัดค่าโฟตอนหลายชุดได้ยากในงานใหม่นี้ นักวิจัยจากมิลานและมหาวิทยาลัยโรม ในอิตาลี ; สภาวิจัยอิตาลี ; ศูนย์นาโนศาสตร์และนาโนเทคโนโลยี ณ ปาเลโซ ประเทศฝรั่งเศส ; และบริษัทคอมพิวเตอร์ควอนตัมโทนิคได้สร้าง
“การทดสอบที่แยกไม่ออก” สำหรับโฟตอนสี่ตัว ระบบของพวกเขาประกอบด้วยแผ่นกระจกซึ่งพวกเขาพิมพ์ท่อนำคลื่นแปดเส้นโดยใช้เทคนิคการเขียนด้วยเลเซอร์ พวกเขาใช้แหล่งกำเนิดควอนตัมดอทของเซมิคอนดักเตอร์ ส่งโฟตอนซ้ำๆ ไปยังท่อนำคลื่น จากนั้นจึงบันทึกว่าโฟตอนใดที่มีโฟตอนอยู่
จากนั้น พวกเขาใช้ไมโครฮีตเตอร์เพื่ออุ่นท่อนำคลื่นที่มีโฟตอนอยู่ การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิทำให้ดัชนีการหักเหของแสงของท่อนำคลื่นเปลี่ยนแปลง ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในเฟสออปติกของโฟตอน และทำให้มันข้ามไปยังท่อนำคลื่นอีก 1 ใน 7 ท่อนำคลื่น เนื่องจากผลกระทบจากการรบกวน
การทดลองแสดงให้เห็นว่าแอมพลิจูดของการสั่นระหว่างท่อนำคลื่นสามารถนำมาใช้เพื่อกำหนดพารามิเตอร์ที่ไม่สามารถแยกแยะได้อย่างแท้จริง ซึ่งเป็นตัวเลขระหว่าง 0 ถึง 1 (โดย 1 จะสอดคล้องกับโฟตอนที่เหมือนกันทุกประการ) ในการทดลอง พวกเขาคำนวณค่าความแยกแยะไม่ออกที่ 0.8
อธิบาย “ในกรณีของ โฟตอน nแนวคิดของความสามารถในการแยกแยะไม่ออกอย่างแท้จริงจะวัดปริมาณด้วยวิธีที่แท้จริงที่สุดว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะแยกแยะความแตกต่างของอนุภาคเหล่านี้ได้อย่างไร “เทคนิคของเราในการวัดปริมาณนี้ขึ้นอยู่กับอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ชนิดใหม่ที่ออกแบบมาเพื่อให้เอฟเฟกต์
การรบกวนที่ผิดปกติที่เอาต์พุตซึ่ง ‘กลั่น’ การแยกไม่ออกอย่างแท้จริงโดยรวมของโฟตอน n ชุดทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการแยกแยะไม่ได้ของชุดย่อยบางส่วน ”เครื่องมือสำหรับเลนส์ควอนตัมแม้ว่าเทคนิคนี้สามารถทำงานได้กับโฟตอนมากกว่าสี่ตัว แต่จำนวนการวัดที่จำเป็นในการสังเกตความผันแปร
ของความสามารถ
ในการแยกแยะไม่ออกจะเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณตามจำนวนโฟตอน ดังนั้นจึงใช้ไม่ได้กับโฟตอน 100 โฟตอนหรือมากกว่า ซึ่งเป็นจำนวนที่จำเป็นสำหรับออปติกคอมพิวเตอร์ในอนาคต Crespi กล่าวว่าสามารถใช้ในการทดลองควอนตัมออปติกซึ่งนักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องรู้ว่าโฟตอนนั้นแยกไม่ออกหรือไม่
“การแยกแยะไม่ออกอย่างแท้จริงเป็นตัวแปรสำคัญ ที่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับคุณภาพของแหล่งกำเนิดโฟตอนหลายตัว และกำหนดว่า โฟตอน n เหล่านี้ สามารถใช้สถานะข้อมูลที่ซับซ้อนได้อย่างไร” เขากล่าว “เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีที่เชื่อถือได้ซึ่งแสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบเชิงปริมาณ
สำหรับกระบวนการและการถ่ายโอนข้อมูลควอนตัม สิ่งสำคัญคือไม่เพียงแต่ต้องพัฒนาแหล่งข้อมูลที่ดีเท่านั้น แต่ยังต้องพัฒนาวิธีการในการระบุลักษณะและปริมาณคุณภาพของทรัพยากรเหล่านี้ด้วย”สมาชิกในทีมซึ่งขณะนี้เป็น ในสาขาควอนตัมออพติค สหราชอาณาจักรกล่าวว่าวิธีนี้สามารถใช้
ในการหาปริมาณสถานะทรัพยากรที่ดีสำหรับการทดลอง เช่น การสุ่มตัวอย่าง “เครื่องมือระบุลักษณะดังกล่าวจะเป็นประโยชน์ในการทำความเข้าใจข้อจำกัดในปัจจุบันในการสร้างสถานะหลายโฟตอนและความหมายที่มีผลต่อการรบกวนควอนตัม และด้วยเหตุนี้จึงอาจค้นหาเส้นทางในการปรับปรุงสถานะ
เหล่านี้” เธอกล่าวนักวิจัยกล่าวว่าอุปกรณ์นวัตกรรมของพวกเขาช่วยให้พวกเขาสังเกตผลกระทบการรบกวนที่แปลกประหลาดได้โดยตรง ซึ่งอาจเปิดเส้นทางใหม่สู่การวิจัยพื้นฐานเกี่ยวกับการรบกวนควอนตัมหลายอนุภาค ยิ่งกว่าโฟโตนิกส์ “เราสามารถสำรวจความหมายของผลกระทบเหล่านี้ได้ในมาตรวิทยาควอนตัม นั่นคือ เพื่อการประมาณปริมาณทางกายภาพที่ดีขึ้นด้วยวิธีการของผลเชิงควอนตัม” โทมัสเผย
Credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
