Bij kwantumverstrengeling koppelen wetenschappers eerst verre grote objecten aan

[Anna @akrasko97]

Natuurkundigen creëren kwantumverstrengeling, waardoor twee verre objecten zich als één geheel gedragen.

PAUL RATNER  30 september 2020

 

• Onderzoekers bereikten kwantumverstrengeling tussen een mechanische oscillator en een wolk van atomen.

• De prestatie belooft toepassing in kwantumcommunicatie en kwantumsensoren.

• Quantumverstrengeling houdt in dat twee objecten met elkaar worden verbonden, waardoor ze zich op afstand gedragen als één.

 

Wetenschappers verstrengelden eerst twee grote kwantumobjecten, beide op verschillende locaties van elkaar, in een kwantummechanica. Deze prestatie is een stap in de richting van praktische toepassing van een nogal contra-intuïtief fenomeen en werd bereikt door een team van het Niels Bohr Institute aan de Universiteit van Kopenhagen.

Verstrengeling is het magisch klinkende concept, door Einstein “spookachtige actie op afstand” genoemd. Het houdt in dat er een verband wordt gelegd tussen twee objecten waardoor ze zich als één object kunnen gedragen. Deze techniek is van het allergrootste belang voor kwantumcommunicatie en kwantumdetectie, legde het persbericht van de universiteit uit.

De onderzoekers, onder leiding van professor Eugene Polzik, gebruikten fotonen met lichtdeeltjes om een ​​verstrengeling te creëren tussen een mechanische oscillator (“een vibrerend diëlektrisch membraan”) en een wolk van atomen, die elk als een kleine magneet of “spin” fungeerden. Ze kozen deze specifieke objecten omdat atomen kunnen worden gemaakt om kwantuminformatie te verwerken terwijl het membraan die informatie kan opslaan.

“Met deze nieuwe techniek zijn we op weg om de grenzen van de mogelijkheden van verstrengeling te verleggen”, aldus professor Polzik. “Hoe groter de objecten, hoe verder ze uit elkaar staan, hoe ongelijker ze zijn, hoe interessanter de verstrengeling wordt, zowel vanuit fundamenteel als toegepast perspectief. Met het nieuwe resultaat is verstrengeling tussen zeer verschillende objecten mogelijk geworden.”

Door de systemen te verstrengelen, lieten de wetenschappers ze in correlatie met elkaar bewegen. Als het ene object naar links ging, deed het andere dat ook.

De prestatie kan de weg banen naar nieuwe sensortechnologieën. Een voorbeeld is het wegwerken van luidruchtige fluctuaties die momenteel van invloed zijn op de Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO), die zwaartekrachtgolven detecteert. Als de onderzoekers informatie uit het ene systeem zouden kunnen halen en deze in een ander zouden kunnen toepassen, zouden ze nauwkeuriger kunnen worden afgelezen.

Video: Space is Dead – een uitdaging voor het standaardmodel van de kwantumfysica https://youtu.be/DFnvRZQQF9Q

Hoewel de nieuwe technologie veelbelovend is, is onderzoek naar het maken van bruikbare apparaten op basis van kwantummechanica erg uitdagend, zoals uitgelegd door Ph.D. leerling Christoffer Østfeldt: “Stel je de verschillende manieren voor om kwantumtoestanden te realiseren als een soort dierentuin van verschillende realiteiten of situaties met zeer verschillende kwaliteiten en mogelijkheden,” deelde hij. Als iemand zou proberen een apparaat te maken met behulp van kwantumtoestanden die allemaal verschillende functies zouden hebben, “zal het nodig zijn een taal uit te vinden die ze allemaal kunnen spreken. Om het volledig potentieel van het apparaat te kunnen gebruiken moeten de kwantumtoestanden in staat zijn te communiceren. Deze verstrengeling tussen twee elementen in de dierentuin heeft ons laten zien waartoe we nu in staat zijn
, “voegde Østfeldt toe.

Bekijk de nieuwe studie in Nature Physics. Entanglement between distant macroscopic mechanical and spin systems | Nature Physics

Bron: Big Think In quantum entanglement first, scientists link distant large objects – Big Think

• Dit onderwerp is gewijzigd 5 jaren geleden door Jort.

[Auteur]

Berichten