Teknik baru dapat menangkap gambar pasangan photon terjerat energi ultra cepat

ULTRAMAN GEED ALL FORM !! (Juli 2019).

Anonim

Para ilmuwan di Institute for Quantum Computing (IQC) di University of Waterloo telah menangkap gambar pertama foton ultra cepat yang terikat dengan energi. Teknik baru ini akan memiliki aplikasi langsung untuk kriptografi kuantum dan protokol komunikasi, termasuk kemungkinan untuk membangun saluran komunikasi yang sangat aman dalam jarak jauh.

"Teknik ini akan memungkinkan kita untuk mengeksplorasi semua jenis efek kuantum yang tidak dapat diakses karena detektor terlalu lambat, " kata Jean-Philippe MacLean, penulis utama studi dan kandidat PhD di Departemen Fisika dan Astronomi di Fakultas Sains.

Untuk menangkap salah satu peristiwa kuantum terpendek mungkin, para peneliti menggunakan teknik yang dikenal sebagai gating optik. Mirip dengan cara Harold Edgerton menggunakan lampu strobo berkecepatan tinggi untuk menangkap beberapa gambar paling ikonik abad ke-20, perangkat ini menggunakan pulsa cahaya pendek untuk memotret foton pada waktunya. Teknik ini memungkinkan para peneliti untuk melampaui keterbatasan dalam detektor saat ini dan mengukur pasangan foton terjerat dengan resolusi di bawah satu trilyun detik.

"Dalam 10 hingga 20 tahun terakhir, para peneliti telah tertarik dalam mengeksplorasi dan mengeksploitasi belitan energi-waktu untuk komunikasi, " kata MacLean. "Dengan mampu mengukur foton ultra-cepat, teknik pengukuran kami membuka pintu untuk mengeksploitasi keterikatan dalam rezim yang sama sekali baru."

Belitan energi-waktu adalah fitur cahaya kuantum. Ini terjadi ketika sepasang foton berkorelasi kuat baik dalam frekuensi dan waktu kedatangannya. Para ilmuwan telah tertarik dalam mengeksploitasi belitan energi-waktu untuk informasi kuantum, tetapi sampai sekarang, mereka tidak memiliki resolusi baik energi dan waktu untuk langsung mengamatinya.

Aparatus baru membawa alat yang sering diandalkan dalam penelitian optik klasik ke dunia kuantum. Dalam optik klasik, kemampuan untuk secara akurat mengukur baik energi dan fitur waktu cahaya pada skala waktu ultracepat telah menjadi kritis terhadap inovasi dalam fisika laser dan spektroskopi.

"Ultrafast dan quantum mewakili dua batas ilmu optik, " kata Kevin Resch, direktur eksekutif sementara di IQC dan seorang profesor di Departemen Fisika dan Astronomi di Fakultas Sains. "Membawa teknik dari salah satu bidang ini ke yang lain membuka kemungkinan yang menarik."

Makalah ini diterbitkan dalam Physical Review Letters.

menu
menu