Newsroom | email: info@pronews.gr

Σε μια πρωτοποριακή ανακάλυψη που ανατρέπει τα καθιερωμένα δόγματα της κβαντικής οπτικής προχώρησε διεθνής επιστημονική ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Οτάβα στον Καναδά και το Ινστιτούτο Max Planck για την Επιστήμη του Φωτός στη Γερμανία, επιτυγχάνοντας για πρώτη φορά τη δημιουργία κβαντικής διεμπλοκής (quantum entanglement) αξιοποιώντας απευθείας το φυσικό ηλιακό φως.

Μέχρι σήμερα, η παραγωγή διεμπλεγμένων φωτονίων —της ιδιότητας που ο Αϊνστάιν αποκαλούσε «απόκοσμη δράση από απόσταση»— απαιτούσε τη χρήση εξαιρετικά ισχυρών και ενεργοβόρων συστημάτων λέιζερ υψηλής συμφωνίας (coherent light). Η νέα μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε στο έγκριτο επιστημονικό περιοδικό Optica, αποδεικνύει ότι το ασύμφωνο και διάχυτο φως του ήλιου μπορεί να φέρει ισοδύναμα αποτελέσματα.

Το πείραμα βασίστηκε σε έναν πρωτότυπο πειραματικό σχεδιασμό που συνδύασε θεωρητική φυσική και καινοτόμα οπτική μηχανική:

Χρησιμοποιήθηκε η καθιερωμένη διαδικασία αυθόρμητης παραμετρικής καθοδικής μετατροπής (SPDC) σε μη γραμμικό κρύσταλλο, όπου μεμονωμένα φωτόνια «διασπώνται» σε ζεύγη διεμπλεγμένων φωτονίων.

Για να εστιαστεί αρκετό φως σε έναν κρύσταλλο μόλις λίγων χιλιοστών, οι ερευνητές δημιούργησαν έναν κωνικό γυάλινο συγκεντρωτή που λάμβανε το φως από έναν φακό Fresnel μεγέθους οικιακού παραθύρου και το διοχέτευε σε μια οπτική ίνα πάχους ανθρώπινης τρίχας.

Αντί να απαιτείται μονοχρωματικό φως ίδιας κατεύθυνσης, το ηλιακό φως πολώθηκε έντονα. Οι ερευνητές απέδειξαν ότι εφόσον η διεμπλοκή αφορά αποκλειστικά την πόλωση, η ασυμφωνία των χρωμάτων και των κατευθύνσεων του ήλιου δεν αποτελεί εμπόδιο.

Απόδειξη με παραβίαση της ανισότητας Bell

Στις υπαίθριες δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν, η κβαντική τομογραφία κατέδειξε ότι η κατάσταση των φωτονίων πλησίαζε κατά 94% την τέλεια κβαντική διεμπλοκή.

Επιπλέον, καταγράφηκε σαφής παραβίαση των ανισοτήτων Bell, γεγονός που επισφραγίζει αναμφισβήτητα ότι οι παρατηρούμενες συσχετίσεις δεν μπορούν να εξηγηθούν από τους νόμους της κλασικής φυσικής.

Εφαρμογές

Η συγκεκριμένη εξέλιξη αλλάζει ριζικά τα δεδομένα για το μέλλον των τηλεπικοινωνιών και των υπολογιστών:

Στο μέλλον, δορυφόροι επικοινωνιών θα μπορούν να αξιοποιούν το άφθονο ηλιακό φως στο διάστημα για να παράγουν απαραβίαστα κλειδιά κρυπτογράφησης, καταργώντας τα βαριά, ευαίσθητα και ενεργοβόρα λέιζερ από το σκάφος.

Επιτρέπει τη δημιουργία δικτύων κβαντικής πληροφορίας με πολύ μικρότερο ενεργειακό κόστος, λύνοντας έναν από τους μεγαλύτερους πονοκεφάλους στη μαζική εξάπλωση των κβαντικών επεξεργαστών.

Παρά τον αρχικό σκεπτικισμό και την αμφισβήτηση κορυφαίων επιστημόνων του χώρου, η ερευνητική ομάδα δικαιώθηκε, ανοίγοντας τον δρόμο για τη δοκιμή και άλλων μη γραμμικών οπτικών μεθόδων πέρα από τα εργαστηριακά όρια.

Ακολουθήστε το pronews.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις