ملخصات الأبحاث

توليد حالات كمية متشابكة عالية الأبعاد على رقاقة

.M. Kues et al
  • Published online:

تُعَدّ الحالات الكمية البصرية القائمة على الفوتونات المتشابكة ضرورية لحل قضايا في أساسات علم الفيزياء، كما تُعد هي جوهر علم المعلومات الكمية. وعلى وجه التحديد، يُعد الوصول إلى الحالات ذات الأبعاد العالية (النظم الكمية من المستوى "دي" D، أي "الكيودِتات" qudits، حيث D > 2) والتحكم فيها ضروريًّا من أجل الأبحاث الأساسية في ميكانيكا الكَمّ، ومن أجل زيادة حساسية مخططات التصوير الكمية، وتحسين قوة بروتوكولات الاتصالات الكمية ومعدلاتها الأساسية، وإتاحة تشكيلة أكبر من حالات المحاكاة الكمية، وتحقيق حوسبة كمية أكثر كفاءة وقدرة على تحمُّل الأخطاء. وقد أصبح مجال الضوئيات المدمجة في الآونة الأخيرة منصة رائدة للتوليد والمعالجة المدمجة الفعالة - من حيث التكلفة - والمستقرة للأوضاع البصرية غير الكلاسيكية. غير أنه - حتى الآن - اقتصرت المَصادر الكمية المدمجة المتشابكة على الكيُوبِتات (D = 2). ومن ثم، يوضح الباحثون عملية توليد حالات كيودِت متشابكة على رقاقة، حيث يتم إنتاج الفوتونات في تراكب متسق من أنماط تردد متعددة عالية النقاء. وتحديدًا، يؤكد الباحثون على بلوغ نظام كمي، له مائة بُعْد على الأقل، تشكل عن طريق اثنين من الكيودِتات المتشابكة، حيث D = 10. وإضافة إلى ذلك، باستخدام مكونات اتصالات حديثة - لكن شائعة ومتوفرة – يقدم الباحثون منصة معالجة متماسكة، يمكن عن طريقها التحكم في الحالات متشابكة الترددات، وهي قادرة على أداء عمليات صِمَامِيّة حتمية عالية الأبعاد. كما يوثقون ويدعمون هذه المنصة، من خلال قياس الخلل في متباينة "بِل"، وإجراء تصوير مقطعي للحالة الكمية. ويتيح هذا العمل البحثي إمكانية توليد ومعالجة حالات كمية عالية الأبعاد في نمط مكاني منفرد.