Geleceğin kuantum bilgisayarları ve gelişmiş sensörler gibi pek çok umut vadeden kuantum teknolojisi, parçacıkların derinlemesine birbirine bağlandığı ve klasik fizikle açıklanamayacak şekilde birbirini etkilediği bir olgu olan dolaşıklığa dayanıyor. Bu teknolojiler için gereken karmaşık dolaşık durumları yaratmak, geleneksel olarak sofistike ekipmanlar ve özenle tasarlanmış deneysel sistemler gerektiriyordu.
Chicago Üniversitesi Pritzker Moleküler Mühendislik Okulu'ndaki (UChicago PME) araştırmacılar şimdi çok daha basit bir yaklaşım önerdi. Yeni teorik yöntemleri, birçok kuantum fiziği laboratuvarında halihazırda yaygın olarak kullanılan araçlarla çok çeşitli dolaşık kuantum durumlarını oluşturup kontrol edebiliyor.
Physical Review X'te yayımlanan çalışma, ultra hassas kuantum algılamayı ilerletebilir ve temel fiziği keşfetmek için yeni fırsatlar yaratabilir.
UChicago PME'de moleküler mühendislik profesörü ve yeni çalışmanın kıdemli yazarı Aashish Clerk, "Birçok fiziksel platformda bulunan basit malzemeleri alıp bunları minimal bir şekilde bir araya getirerek ilginç, karmaşık ve güçlü bir şey elde etmek istedik," dedi.
Araştırma, ABD Enerji Bakanlığı'na (DOE) bağlı Argonne Ulusal Laboratuvarı tarafından yönetilen Q-NEXT Ulusal Kuantum Bilgi Bilimi Araştırma Merkezi tarafından desteklendi.
Boşluk QED Sistemlerini Yeniden Düşünmek
Ekibin yaklaşımı, yaygın olarak boşluk QED'si olarak bilinen boşluk kuantum elektrodinamiğine dayanıyor. Bu deneylerde atomlar veya diğer parçacıklar, aralarında ışığı hapseden iki aynadan oluşan optik bir boşluğun içine yerleştiriliyor. Parçacıklar daha sonra boşluğun içindeki hapsolmuş ışıkla etkileşime giriyor.
Birçok boşluk QED sisteminin sınırlaması, tüm atomların ışıkla tamamen aynı şekilde etkileşime girmesidir. Atomlar etkili bir şekilde ayırt edilemez olduğu için üretilebilecek kuantum durumlarının aralığı kısıtlanıyor.
