マックス プランク研究所の物理学者は、光子の量子エンタングルメントを制御するための新しい効率的な方法を開発し、記録的な数の光子をエンタングルすることによってそれを実証しました。この方法は、量子コンピューターのブレークスルーになる可能性があります。
量子もつれはありえないと思われる現象です。本質的に、粒子は絡み合いすぎて個別に説明できなくなり、1 つの粒子の特定の特性が変化すると、その絡み合った相手がどんなに離れていても即座に変化します。
これが意味することは、アインシュタイン自身でさえ、それを遠隔地での不気味な行動として有名に説明した.
逆説的に聞こえるかもしれませんが、量子エンタングルメントは何十年にもわたって実験的に実証されてきました。この現象は、もつれた粒子を情報を保存および処理する量子ビット (キュービット) として使用できる量子コンピューターなどの新しい商用技術の根底にさえあります。
うまく機能させるには、パーティクルの大きなグループを作成してそれらを絡ませる必要がありますが、これを行うのは困難です。そこでマックス・プランク研究所の物理学者は、新たな研究のために、量子エンタングルメントのより堅牢な方法を研究し、それを使用して、これまでエンタングルされた最大の光子グループである 14 個の光子をエンタングルすることに成功しました。
チームは、特定の方法で電磁波を反射する光共振器に封入された単一のルビジウム原子から始めました。
原子に特定の周波数のレーザービームを当てると、原子が特定の特性を獲得できるようになります。
次に、別の制御パルスが送信され、原子は、原子に絡み合った光子を放出します。
このプロセスは、すべてが互いに絡み合っている光子の連鎖全体が形成されるまで、各光子の放出間の原子の回転とともに繰り返されます。
このようなプロセスは、既存の方法よりもはるかに効率的であり、43% 以上の時間、つまり 2 つのレーザー パルスごとにほぼ 1 つの光子を生成します。
しばらく量子技術を追ってきた人にとっては、14 個の絡み合った粒子は大したことではないように聞こえるかもしれません。科学者は以前の実験で、文字通り数兆個の原子を気体に絡ませることに成功しました。
しかし、量子通信やコンピューターに同様のシステムを使用することはできません。光子は、日常のテクノロジーで生成および使用するのがはるかに簡単であり、この新しい技術の有効性は比較的簡単にスケールアップできるはずです.
この目標を念頭に置いて、科学者たちは、次のステップは光子源として少なくとも 2 つの原子を実験することであると言います。
この研究は、Nature 誌に掲載されました。
2022-08-30 09:03:08
著者: Vitalii Babkin