Dwukrotnie wykryto poruszający się foton, jednocześnie nie niszcząc go
Jesteśmy świadkami przełomu w wykrywaniu, rejestracji i śledzeniu poruszających się fotonów, bez ich niszczenia. Do tej pory nie było to możliwe. To kolejny krok ku budowie bezpiecznych sieci optycznych i potężnych komputerów kwantowych.
Rejestracja fotonu do tej pory wiązała się w większości przypadków z jego absorpcją, czyli po prostu jego unicestwieniem. Jednak fotony mogą być nośnikiem informacji. W takim przypadku ta informacja znika razem z fotonem. Naukowcy od lat starali się opracować idealną metodę, która pozwoli wykryć fotony, ale bez ich niszczenia.
Teraz w końcu się to udało, i to dwukrotnie. Oznacza to, że będzie można stworzyć odporne na zakłócenia sieci kwantowe oraz znacznie wydajniejsze komputery kwantowe. Chociaż fizycy mają do dyspozycji kilka metod wykrywania fotonów bez ich niszczenia, to jednak nie nadają się do masowego wykorzystania.
Najnowsza metoda odwraca tę smutną rzeczywistość o 180 stopni. Naukowcy z Niemiec skonstruowali niedestrukcyjny detektor zbudowany z pojedynczego atomu rubidu, który został uwięziony w odbijającej wnęce.
Z opublikowanych wyników eksperymentów dowiadujemy się, że naukowcy umieścili dwa takie detektory w odległości 60 metrów od siebie. Wykryły one ten sam foton, nie absorbując go. Foton wpadający do wnęki, odbija się od jej ścian, a następnie zmienia stan kwantowy atomu. W ten sposób można wykryć go za pomocą lasera. Naukowcy twierdzą, że jeden foton można wykryć praktycznie nieskończoną liczbę razy.
Co najważniejsze, można to zrobić bezpośrednio w światłowodzie. Tutaj jest jednak ograniczenie. Na razie udało się to tylko dwa razy, ale to w zupełności wystarczy. Niemcy zapewniają jednak, że ich metoda może działać w sieciach o długości tysięcy kilometrów. Dzięki niej, po wysłaniu informacji fotonem, można na bieżąco sprawdzać, czy kieruje się on w stronę odbiorcy, a nie przypadkiem zmierza gdzieś indziej. Jeśli się zagubił, to szybko można wysłać informację ponownie.
Pewnie myślicie, że tę technologię można wykorzystać do nasłuchu sieci kwantowych, które mają być najbezpieczniejsze w historii. Niestety, nie. Ta metoda pozwala tylko szybko wykryć i precyzyjnie śledzić fotony, ale nie można z jej pomocą odczytać informacji kwantowej niesionej przez fotony. Tak więc sieci kwantowe wciąż będą bezpieczne, a nadawcy informacji będą mogli szybko sprawdzić, czy przypadkiem ktoś nie próbował odczytać wysyłanych przez nich informacji.
Źródło: GeekWeek.pl/ / Fot. Max Planck Institute of Quantum Optics/Pexels
