Nová metoda na výrobu samostatných fotonů může pomoci ve studiu kvantové fyziky

1. 8. 2018
Kvantová fyzika Částicová fyzika

Samostatné fotony se hodí pro studování kvantových efektů nebo fungující kvantový počítač. Jejich příprava však nebyla nikdy snadná, proto vědci uvítali demonstraci nové metody, díky které lze emitovat proud samostatných fotonů. Oproti běžné metodě využívá ta nová polarizovaného laseru, což umožňuje snadnější výrobu většího množství samostatných fotonů. Studie popisující nový postup byla publikována v magazínu Physical Review Letters.

Oblak rubidia a fotony

Oblak rubidia a fotony - Ilustrace experimentu, při kterém přichází zprava fotony do oblaku atomů ultrachladného rubidia. V něm dochází k provázání fotonů a atomů, kdy vznikají částice polaritony, které se mohou spojovat do molekul. V levé části fotony opouštějí oblak a oddělují se od polaritonů, zůstávají však vázané do dvojic nebo trojic.



Fotony jsou částice světla, které se v běžném prostředí vyskytují ve velkém množství a společně tvoří paprsek světla nebo jiné formy elektromagnetického záření. Pokud se ale foton ocitne samostatný, vyvstávají na povrch jeho kvantové charakteristiky jako je spin nebo kvantové provázání. Ty lze následně využít při šifrování nebo výpočtech ve kvantových počítačích.

Dosavadní postup

Laser je namířen do dutiny, ve které se nachází jeden velký atom označovaný jako kvantová tečka. Světlo laseru se v dutině odráží od stěn dokud nenarazí do atomu, což excituje elektron, který při následném dopadu vyvolá jediný foton. Problém tohoto přístupu tkví zejména v tom, že se jakékoliv zbytkové světlo z laseru míchá s nově vytvořeným fotonem.

Nový postup

Běžný laser je v novém postupu nahrazen polarizovaným paprskem, díky tomu nedochází k mísení původních fotonů v paprsku s nově vytvořenými nepolarizovanými samostatnými fotony.
Líbí se Vám tento článek?

Podpořte tento web sdílením našeho obsahu.

Více informací k tématu
Chcete vědět o dalším článku?

Následujte LIVINGfUTURE na sociálních sítích.


Další zprávy z kategorie Kvantová fyzika

Vědci spojili světlo a hmotu, aby vytvořili částice s novými vlastnostmi

5. 7. 2019 (novější než zobrazený článek)

Každý druh atomu má unikátní vlastnosti, mezi ně patří i to, že absorbuje nebo emituje světlo pouze určitých energií, které odpovídají možným orbitalům jeho elektronů (největší pravděpodobnost výskytu elektronu kolem jádra atomu). To umožňuje vědcům identifikaci takových atomů, protože toto chování je stejné ve vzdáleném vesmíru i na Zemi. Vědci z University of Chicago nyní vytvořili nové hybridní částice, které vykazují nové typy chování.

celý článek

Evropská komise a ESA se dohodly na vytvoření evropské kvantové komunikační sítě

18. 4. 2019 (novější než zobrazený článek)

Evropská komise a ESA se dohodly na vytvoření evropské kvantové komunikační sítě9. dubna podepsaly Evropská komise a Evropská vesmírná agentura dohodu o vytvoření kvantové komunikační sítě, která zajistí bezpečné přenosy zašifrovaných informací napříč evropských kontinentem. Vývoj pozemních zařízení bude mít na starosti Generální ředitelství pro komunikační sítě, obsah a technologie. Vývoj zařízení na oběžné dráze potom bude mít na starosti Evropská vesmírná agentura ESA.

celý článek

Vědcům se podařilo poprvé sestrojit prostorový kvantový čip

12. 1. 2019 (novější než zobrazený článek)

Vědcům z University of New South Wales v Austrálii se podařilo poprvé sestrojit kvantový čip, ve kterém jsou qubity umístěny do 3D struktury. Jejich čip sestává z několika qubitů, které jsou umístěny podél kontrolních linií a tvoří několikavrstvou strukturu. Podle studie publikované v magazínu Nature Nanotechnology jde o významný milník pro dosažení univerzálního kvantového počítače.

celý článek

Vědci pozorovali nový stav hmoty, který se ukrýval v supravodivém materiálu

4. 1. 2019 (novější než zobrazený článek)

Tým fyziků v Ames Laboratory a na University of Alabama Birmingham objevil překvapivě dlouhotrvající stav hmoty, který nastává v materiálech v supravodivém stavu. Dosáhli jej pomocí extrémně rychlých pulsů laseru, které způsobily kolektivní chování částic uvnitř hmoty. Nový jev nastává vedle supravodivosti a oba tyto stavy vzájemně bojují o elektrony v materiálu. Studie věnující se tomuto výzkumu byla v prosinci publikována v magazínu Physical Review Letters.

celý článek

Nový fotonický čip přináší možnosti robustnějších kvantových počítačů

1. 10. 2018 (novější než zobrazený článek)

Vědecký tým vedený Dr. Albertem Peruzzem z RMIT University v Austrálii vyvinul topologický čip ke zpracování kvantových informací, který by mohl umožnit vznik výkonnějších kvantových počítačů. Vědci poprvé prokázali, že kvantová informace může být zakódována, zprocesována a přenesena s topologickými obvody na čipu. Objev by mohl vést k vývoji nových materiálů a nových generací počítačů. Výsledky výzkumu byly publikovány v magazínu Science Advances.

celý článek

Časové krystaly existují ve čtyřech dimenzích. Vědci je poprvé objevili mezi běžnými krystaly

4. 5. 2018

Fyzikům z Yale University se podařilo vyrobit časové krystaly - specifickou formu hmoty, která se kromě prostorových dimenzí definuje také v dimenzi časové. Na rozdíl od běžných krystalů, jejichž atomární struktura se periodicky opakuje v prostoru a v čase je neměnná, se u časových krystalů opakuje také v čase. Jde o teprve druhý experiment, který pozoroval oddělené časové krystaly (Discrete Time Crystals - DTC) v pevném skupenství. Výsledky výzkumu byly publikovány ve dvojici vědeckých studií v magazínech Physical Review Letters a Physical Review B.

celý článek

Nový rekord ve vývoji kvantového počítače: 20 kvantově provázaných qubitů

21. 4. 2018

Vědcům z Vídně, Innsbrucku a Ulmu se podařilo kvantově provázat 20 kvantových bitů (qubitů). Jde o pokrok oproti dosavadním 14 qubitům, které se podařilo provázat v roce 2011 (tehdy šlo o skupinu vědců z Innsbrucku, kteří jsou nyní součástí nového týmu). Aby se mohly prakticky použitelné kvantové počítače stát realitou, musí obsahovat desítky těchto qubitů. Podle některých expertů by mohly kvantové počítače předčit ty dnes běžně používané už při 50 qubitech a teoreticky při 300 qubitech by kvantový počítač mohl provádět více paralelních výpočtů než je atomů ve vesmíru.

celý článek