211service.com
Första observationen av 8 intrasslade fotoner slår sönder Entanglement Record
Entanglement är det märkliga kvantfenomenet där objekt blir så nära sammanlänkade att de delar samma existens. På fysikens språk beskrivs de av samma vågfunktion.
Att trassla in saker är egentligen inte så svårt. De flesta interaktioner involverar intrassling av ett eller annat slag.
Problemet är att fästa det. Entanglement är ett bräckligt och flyktigt fenomen. Blinkar och det läcker ut i miljön. Det är därför det är så svårt att bevara, att observera och i slutändan så svårt för fysiker att leka med.
Under de senaste åren har fysiker lärt sig hur man trasslar in alla typer av föremål i par – fotoner, elektroner, atomer och så vidare. 1999 skapade de en qutrit genom att trassla in tre fotoner. Förra året trasslade de till och med in 6 fotoner.
I dag säger dock Xing-Can Yao och kompisar vid University of Science and Technology i Kina i Hefei att de har slagit det här rekordet genom att trassla in 8 fotoner och sedan manipulera och observera dem alla samtidigt.
Det är ingen lätt bedrift. Att få åtta fotoner exakt där du vill ha dem samtidigt är den kvantmekaniska motsvarigheten till att valla katter (uppenbarligen av sorten Schrodinger).
Tricket är att först skicka en högenergifoton genom en olinjär kristall som omvandlar den till två intrasslade men lägre energifotoner. En av dessa, foton A, kommer in i experimentapparaten medan den andra delas igen i två av en annan kristall.
Detta par är naturligtvis intrasslat med foton A. Ett av detta par går sedan in i apparaten medan det andra delas igen, vilket skapar ytterligare ett par som är intrasslat med foton A. En av dessa går in i apparaten medan den andra delas och så vidare, tills det finns åtta fotoner i apparaten, alla intrasslade med varandra och foton A .
Problemet med denna process är att det resulterar i en mycket svag stråle. Med den typ av lasrar som var tillgängliga fram till nyligen, var det bästa som kunde hanteras en räknehastighet på cirka 10^-5 hertz. Det är en samtidig strejk av 8-fotoner var hundra tusen sekunder eller ungefär en räkning per dag. Även postdoktorer har inte den typen av tålamod.
Xing-Can Yao och co säger att de har kommit runt detta med en mycket ljusare ultraviolett laserkälla som producerar intrasslade fotonpar i mycket högre hastighet. Naturligtvis har de också behövt lära sig hur man manipulerar åtta intrasslade fotoner också.
Det är betydelsefullt. Att ha åtta intrasslade fotoner är det närmaste fysiker har kommit till att ha en Schrodingers katt i labbet. Detta kan ge nya insikter i vår förståelse av de spännande frågorna om klassisk till kvantövergång, säger Xing-Can Yao och co.
Men det tillåter också en mängd andra kvanttrick. Till exempel bör ett 8-fotontillstånd tillåta dem att demonstrera ett kraftfullt sätt att korrigera kvantfel som kallas topologisk felkorrigering. Många fysiker tror att topologisk felkorrigering kommer att vara en av de möjliggörande teknologierna för storskalig kvantberäkning, men ingen har kunnat testa det förrän nu.
Och att kunna manipulera ett 8-fotontillstånd kommer att tillåta dem att simulera andra kvantsystem. Det borde göra det möjligt att för första gången simulera olika fenomen inom kvantkemi och även inom biofysik.
Och att göra det med bara ljus (med lite rök och inkastade speglar).
Ref: arxiv.org/abs/1105.6318 : Observation av åtta foton entanglement