Foton çiftinin yapısı, dolanıklık kaybolduktan sonra da korundu
Çipte üretilen foton çiftlerinde belirli bir topolojik yapı, gürültü dolanıklığı ortadan kaldırdıktan sonra da bir süre korundu. Hakemli laboratuvar deneyi, ışığın uzay içindeki polarizasyon düzenini çiftin ortak ilişkilerine aktardı. Bulgular, kuantum durumunun farklı özelliklerinin aynı hızda bozulmadığını gösteriyor; bütün kuantum bilgisinin hatasız aktarımını veya kullanılabilir bir iletişim üstünlüğünü ortaya koymuyor.
Bilim··Gece
Topoloji ölçülen dolanıklıktan uzun dayandı
Hakemli bir foton deneyinde, ışığın belirli bir düzeni ölçülen dolanıklık kaybolduktan sonra da korundu. Araştırmacılar silisyum nitrür çip üzerinde fotonik kuantum skyrmionları oluşturdu ve yönlendirdi; ardından topolojiyi tek foton ile foton çifti arasında aktardı. Sonuç, kuantum sistemindeki belirli bir özelliğin gürültü karşısındaki davranışını açıklıyor.[1], [2]
Skyrmion, bir alanın uzay boyunca nasıl sarıldığını tanımlıyor. Bu deneyde alan, ışığın salınım yönüyle ilişkili polarizasyonuydu. Topolojik sayı, polarizasyon düzeninin sarılmasını ölçüyor. Araştırmacılar bu sayıyı farklı polarizasyon ayarlarında yapılan eşzamanlı foton algılamalarından yeniden oluşturdu. Ölçüm, bütün kuantum durumunun her özelliğini tek başına tanımlamıyor.[1]
Çipteki spiral dalga kılavuzları, kendiliğinden dört dalga karışımı denen süreçle foton çiftleri oluşturdu. Isıyla ayarlanan girişim düzenekleri optik yolları yönlendirdi. Bir mikrohalka, fotonlardan birinin polarizasyonunu yörüngesel açısal momentumuyla ilişkilendirdi; diğer foton ızgara bağlaştırıcıdan çıktı. Bu düzenek, ortak ilişkilere aktarılmadan önce yerel deseni hazırladı.[1]
Fotonlardan birindeki ortak spin ve momentum ölçümü, diğerindeki koşullu polarizasyon işlemiyle birleştirildi. Tek fotonun skyrmion sayısı, ideal değere yakın biçimde yaklaşık 2 ölçüldü. Dört Bell ölçüm bileşeninde, aktarılan durumun hedef kuantum durumuna ne ölçüde benzediği de değerlendirildi.[1]
Daha güçlü gürültü yapıyı sonunda ortadan kaldırdı
Eklenen beyaz arka plan gürültüsü, durum saflığını ve ideal duruma benzerliği azalttı. Saflık 0,34’ün altına indiğinde dolanıklık ölçüsü sıfıra ulaştı; topoloji belirli bir aralıkta korundu. Kuantum ilişkilerinin başka bir ölçüsü olan kuantum uyumsuzluğu bu aralıkta sıfırdan büyüktü. Saflık 0,25’e yaklaştığında topolojik sayı da sıfıra yöneldi.[1]
Yöne bağlı faz gürültüsü ayrıca, ölçülen foton sayımlarının sayısal karışımlarıyla incelendi. Gürültüde kalan yön bağımlılığı, yapıyı ideal hesaplamanın öngördüğünden daha erken bozabildi. Ölçülen korunma bu nedenle, sınırlı gürültü altında belirli bir ilişki yapısına ait. Çalışma, herhangi bir kuantum bilgisinin aktarımında işlevsel üstünlük veya bütün durumun korunmasını ortaya koymuyor.[1]
