Fotonii de lumină structurați vor rezolva multe provocări // Foto: shutterstock.com .
Astfel, fizicienii au demonstrat o modalitate de a modela în mod intenționat lumina la nivel cuantic în spațiu și timp, creând stări cuantice multidimensionale.
Fotoni „făcuți la comandă”
Principalul avantaj al fotonilor obținuți de cercetători este că fiecare particulă de lumină structurată este capabilă să transporte mai multe informații și să reziste mai eficient interferențelor. Acest lucru face ca tehnologia de formare a fotonilor „la comandă” să fie deosebit de atractivă pentru sistemele de comunicații cuantice sigure.
„Prelucrarea stărilor cuantice, în care lumina cuantică este proiectată pentru un scop specific, a luat recent amploare și începe, în sfârșit, să își îndeplinească potențialul. În urmă cu 20 de ani, setul de instrumente necesare pentru a face acest lucru era practic inexistent. Acum avem la dispoziție surse compacte și eficiente de lumină cuantică structurată pe cipuri care pot crea și controla stări cuantice”, a declarat unul dintre autorii studiului, profesorul Andrew Forbes de la Universitatea din Witwatersrand.
Obstacolele sunt încă prezente, dar ele pot fi depășite
Cu toate inovațiile tehnologiei, există încă obstacole pe care oamenii de știință lucrează să le depășească. În special, adaptarea canalelor pentru fotonii structurați spațial și creșterea astfel a razei de transmisie a semnalului. Fizicienii explorează modalități de a conferi stărilor cuantice proprietăți topologice care să facă informațiile cuantice mai rezistente la perturbații.
„Am arătat recent că funcțiile de undă cuantice au în mod natural potențialul de a fi topologice, iar acest lucru promite să păstreze informațiile cuantice chiar și atunci când încrucișarea este fragilă. Obstacolele pe care le-am întâlnit în cercetarea noastră ne încurajează să căutăm noi parametri. Ne îndreptăm în direcția corectă”, a subliniat Forbes, citat de Science Daily.
Modernitatea face ajustări
Laboratoarele care lucrează conform standardelor moderne trec deja de la calculul teoretic la crearea de dispozitive compacte. De exemplu, apar microcipuri capabile să creeze și să analizeze stări cuantice multidimensionale, în timp ce noile metode de modelare a impulsurilor ultrarapide fac posibil controlul luminii aproape ca o melodie muzicală.
Oamenii de știință de la Universitatea din Colorado (SUA) au dezvoltat un dispozitiv opticcare permite menținerea luminii pe cip și, astfel, reducerea pierderilor acesteia. Această descoperire contribuie la crearea de senzori compacți care pot fi produși la scară industrială și utilizați în diverse domenii.
Toate acestea ne apropie de următoarea generație de rețele cuantice stabile, sigure și incredibil de capabile.
