Ученые представили форму квантовой запутанности, известную как запутанность числа фотонов в частотной области. Это достижение в квантовой физике включает в себя инновационный инструмент под названием частотный светоделитель, который обладает уникальной способностью изменять частоту отдельных фотонов с вероятностью успеха 50%.

В течение многих лет научное сообщество углублялось в проблему запутанности чисел и путей фотонов в пространственной области , которая является ключевым игроком в области квантовой метрологии и информатики.

Эта концепция включает в себя фотоны, расположенные по особой схеме, известной как ПОЛДЕННЫЕ состояния, где они либо все находятся на том или ином пути, что позволяет использовать такие приложения, как получение изображений со сверхвысоким разрешением, превосходящее традиционные ограничения, усовершенствование квантовых датчиков и разработку квантовых технологий. вычислительные алгоритмы, предназначенные для задач, требующих исключительной фазовой чувствительности.

В новой статье , опубликованной в журнале Light: Science & Applications, группа ученых под руководством профессора Хидыка Шина из факультета физики Пхоханского университета науки и технологий, Корея, разработала запутанные состояния в частотной области — концепцию, близкую к пространственной. -домен ПОЛДЕНЬ утверждает, но со значительным изменением: вместо того, чтобы фотоны были разделены между двумя путями, они распределяются между двумя частотами.

Это достижение привело к успешному созданию двухфотонного состояния NOON в одномодовом волокне, продемонстрировав способность выполнять двухфотонную интерференцию с удвоенным разрешением по сравнению с однофотонным аналогом, что указывает на замечательную стабильность и потенциал для будущих приложений.

«В нашем исследовании мы трансформируем концепцию интерференции, возникающей между двумя пространственными путями, в интерференцию между двумя разными частотами. Этот сдвиг позволил нам направить оба цветовых компонента через одномодовое оптическое волокно , создав беспрецедентный стабильный интерферометр», — сказал Донджин. Ли, первый автор этой статьи, сказал.

Это открытие не только обогащает наше понимание квантового мира, но и создает основу для новой эры в квантовой обработке информации в частотной области. Исследование запутанности в частотной области сигнализирует о многообещающих достижениях в области квантовых технологий, потенциально влияющих на все: от квантового зондирования до безопасных сетей связи.