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.
Více informací k tématu
Líbil se Vám tento článek?

Podpořte tento web sdílením našeho obsahu:

Chcete vědět o dalším článku?

Následujte LIVINGfUTURE na sociálních sítích.


Další zprávy z kategorie Kvantová fyzika

Kvantový radar dokáže detekovat objekty tam, kde běžné technologie nestačí

16. 5. 2020 (novější než zobrazený článek)

Rakouským vědcům se podařilo sestavit prototyp nového druhu radaru, který využívá kvantového provázání k detekci objektů. Využili k tomu metody microwave quantum illumination (mikrovlnné kvantové osvětlení), která využívá kvantově propojených protonů. Výsledný prototyp dokáže detekovat objekty v prostředí, kde klasické radary často neuspějí.

Nový postup pro výrobu jednoatomových tranzistorů umožňuje jejich snadnější výrobu

14. 5. 2020 (novější než zobrazený článek)

Nový postup pro výrobu jednoatomových tranzistorů umožňuje jejich snadnější výrobuVědci z National Institute of Standards and Technology a University of Maryland vyvinuli postup na výrobu jednoatomových zařízení. Podařilo se jim díky němu jako druhým na světě sestavit jednoatomový tranzistor a jako prvním se povedlo vyrobit sérii jednoelektronových tranzistorů. Jednoduchá výroba takto malých zařízení umožní miniaturizaci počítačů, sníží jejich spotřebu a rozšíří možnosti jejich využití.

celý článek

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