นักฟิสิกส์ที่ Technion - สถาบันเทคโนโลยีอิสราเอลกล่าวว่าพวกเขาได้สังเกตรูปแบบใหม่ของการพัวพันควอนตัมในโมเมนตัมเชิงมุมทั้งหมดของโฟตอนที่ถูก จำกัด ในโครงสร้างระดับนาโน งานของพวกเขาปูทางไปสู่การประมวลผลข้อมูลควอนตัมบนชิปโดยใช้โมเมนตัมเชิงมุมทั้งหมดของโฟตอนเป็นคุณสมบัติการเข้ารหัสสำหรับข้อมูลควอนตัม
การแปลงที่เกิดขึ้นในระบบนาโนเมตรของโฟตอนสองตัวเป็นสถานะที่พัวพันในโมเมนตัมเชิงมุมทั้งหมดของพวกเขา เครดิตภาพ: Shalom Buberman, Shultzo3d
การพัวพันควอนตัมได้แสดงให้เห็นถึงความหลากหลายของอนุภาคและคุณสมบัติต่าง ๆ ของพวกเขา
สำหรับโฟตอนอนุภาคของแสงการพัวพันสามารถมีอยู่สำหรับทิศทางของการเดินทางความถี่หรือทิศทางที่จุดไฟฟ้าของสนามไฟฟ้า
นอกจากนี้ยังสามารถมีอยู่สำหรับคุณสมบัติที่ยากที่จะจินตนาการเช่นโมเมนตัมเชิงมุม
สถานที่ให้บริการนี้แบ่งออกเป็นสปินซึ่งเกี่ยวข้องกับการหมุนของโฟตอนของสนามไฟฟ้าและวงโคจรซึ่งเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวการหมุนของโฟตอนในอวกาศ
“ มันเป็นเรื่องง่ายสำหรับเราที่จะจินตนาการถึงคุณสมบัติการหมุนทั้งสองนี้เป็นปริมาณที่แยกจากกันและแน่นอนโฟตอนที่ถูกผูกไว้ในลำแสงที่กว้างกว่าความยาวคลื่นของพวกเขา” ศาสตราจารย์ Guy Bartal และเพื่อนร่วมงานกล่าวในแถลงการณ์
“ อย่างไรก็ตามเมื่อเราพยายามใส่โฟตอนลงในโครงสร้างที่เล็กกว่าความยาวคลื่นโทนิค - ซึ่งเป็นความพยายามของสนามนาโนโฟโตนิก - เราค้นพบว่ามันเป็นไปไม่ได้ที่จะแยกคุณสมบัติการหมุนที่แตกต่างกันและโฟตอนนั้นมีปริมาณเดียว
“ แล้วทำไมเราถึงต้องการใส่โฟตอนลงในโครงสร้างเล็ก ๆ เช่นนี้มีสองเหตุผลหลักสำหรับเรื่องนี้”
“ สิ่งหนึ่งที่ชัดเจน - มันจะช่วยให้เราลดขนาดอุปกรณ์ที่ใช้แสงและบีบการทำงานมากขึ้นในเซลล์พื้นที่ขนาดเล็กคล้ายกับการย่อขนาดของวงจรอิเล็กทรอนิกส์”
“ เหตุผลอื่น ๆ มีความสำคัญยิ่งกว่า: การย่อขนาดนี้จะเพิ่มการทำงานร่วมกันระหว่างโฟตอนและวัสดุที่โฟตอนกำลังเดินทาง (หรืออยู่ใกล้) ทำให้เราสามารถสร้างปรากฏการณ์และการใช้งานที่เป็นไปไม่ได้กับโฟตอนในมิติ 'ปกติ'
ในการศึกษาใหม่ของพวกเขานักวิจัยค้นพบว่ามีความเป็นไปได้ที่จะพัวพันโฟตอนในระบบนาโนที่มีขนาดหนึ่งพันของเส้นผม แต่การพัวพันไม่ได้ดำเนินการโดยคุณสมบัติทั่วไปของโฟตอนเช่นการหมุนหรือวิถี
พวกเขาเปิดเผยกระบวนการที่โฟตอนได้รับจากขั้นตอนที่พวกเขาได้รับการแนะนำเข้าสู่ระบบนาโนจนกระทั่งพวกเขาออกจากระบบการวัดและพบว่าการเปลี่ยนแปลงนี้ช่วยเพิ่มพื้นที่ของรัฐที่โฟตอนสามารถอยู่ได้
ในชุดของการวัดพวกเขาแมปสถานะเหล่านั้นเข้าไปพัวพันกับคุณสมบัติเดียวกันกับระบบนาโนสเกลและยืนยันการติดต่อระหว่างคู่โฟตอนที่บ่งบอกถึงการพัวพันควอนตัม
“ นี่เป็นการค้นพบครั้งแรกของการพัวพันควอนตัมใหม่ในรอบกว่า 20 ปีและอาจนำไปสู่การพัฒนาเครื่องมือใหม่สำหรับการออกแบบการสื่อสารควอนตัมที่ใช้โฟตอนและส่วนประกอบคอมพิวเตอร์รวมถึงการย่อขนาดสำคัญของพวกเขา” นักวิทยาศาสตร์สรุป
ของพวกเขากระดาษถูกตีพิมพ์ในวารสารธรรมชาติ-
-
A. Kamet al- การพัวพันโฟตอนใกล้สนามในโมเมนตัมเชิงมุมทั้งหมดธรรมชาติเผยแพร่ออนไลน์ 2 เมษายน 2568; ดอย: 10.1038/s41586-025-08761-1
บทความนี้ดัดแปลงมาจากการเปิดตัวต้นฉบับโดย Technion
