🟠تولید و هدایت درهم‌تنیدگی کوانتومی به کمک یک متاسطح بسیار نازک در چین

🔹پژوهشگرانی از دانشگاه نانجینگ و دانشگاه علم و صنعت #چین یک مِتاسطح نوری فوق‌نازک توسعه داده‌اند که می‌تواند با استفاده از یک دستگاه واحد و فشرده، هم درهم‌تنیدگی کوانتومی را تولید کند و هم آن را توزیع نماید.

🔸این متاسطح تنها چند دهم میلی‌متر پهنا دارد و از ستون‌های سیلیکونی نانومقیاس با الگوی دقیق روی یک زیرلایه شیشه‌ای تشکیل شده است. با وجود اندازه بسیار کوچک، این ساختار مانند یک مدار نوری مینیاتوری کامل عمل می‌کند.

🔹برخلاف متاسطح‌های پیشین که صرفاً فوتون‌های از پیش درهم‌تنیده را دست‌کاری می‌کردند، این طراحی جدید قادر است درهم‌تنیدگی را از فوتون‌های اولیه مستقل ایجاد کند.

🔸هنگامی که دو فوتون با قطبش‌های متعامد به‌طور هم‌زمان وارد #متاسطح می‌شوند، به چندین مسیر خروجی تقسیم می‌گردند. تداخل کوانتومیِ دقیقاً مهندسی‌شده درون این ساختار نانومقیاس تضمین می‌کند که هرگاه فوتون‌ها از هر جفت مسیر انتخابی خارج شوند، در یک حالت بلِ درهم‌تنیده از نوع قطبش ظاهر شوند.

🔹در نمایش‌های آزمایشگاهی، متاسطحی با هفت کانال خروجی توانست ۲۱ جفت فوتون درهم‌تنیده متمایز تولید کند که همگی دارای درهم‌تنیدگی کوانتومی واقعی بودند.

🔸نکته قابل‌توجه این است که این دستگاه قادر به تولید هر چهار حالت پایه بلِ دو فوتونی بود که نشان‌دهنده انعطاف‌پذیری و کامل‌بودن آن به‌عنوان یک منبع درهم‌تنیدگی است. پژوهشگران اشاره می‌کنند که با بازطراحی الگوی سطح، می‌توان تعداد کانال‌ها و در نتیجه تعداد پیوندهای درهم‌تنیده را به‌طور قابل‌توجهی افزایش داد.

🔹یکی از مهم‌ترین مزایای این رویکرد آن است که تولید و مسیریابی درهم‌تنیدگی در یک عنصر فوق‌نازک واحد ادغام شده است و جایگزین مجموعه‌ای از اجزای نوری مجزا می‌شود که معمولاً به هم‌ترازی دقیق و پایدارسازی فعال نیاز دارند.

🔸از آنجا که این متاسطح غیرفعال (passive)، فشرده و سازگار با فناوری‌های استاندارد ساخت نیمه‌رساناهاست، مسیر واقع‌بینانه‌ای به‌سوی دستگاه‌های #فوتونیک_کوانتومی در مقیاس تراشه و قابل‌تولید صنعتی ارائه می‌دهد.

🔹این پژوهش راهی مقیاس‌پذیر و قابل‌تولید برای شبکه‌های کوانتومی آینده و اینترنت کوانتومی نشان می‌دهد و می‌تواند به توسعه منابع درهم‌تنیدگی قابل‌حمل و در مقیاس تراشه برای ارتباطات امن، محاسبات کوانتومی توزیع‌شده و حسگری منجر شود.

📎لینک خبر
‼️لینک مقاله
🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار