Beijing Institute of Quantum Information: L-użu tal-fibra-konverżjoni tal-frekwenza integrata biex tinkiseb distribuzzjoni ta' taħbil quantum fuq 100 kilometru
Fis-snin sittin, il-miġja tal-lejżer fetħet era ġdida ta 'xjenza u applikazzjoni. Mill-iskannjar tal-kodiċi tas-supermarket għal kirurġija tal-mijopija, it-teknoloġija tradizzjonali tal-manipulazzjoni tal-fotoni tal-lejżer ilha integrata fil-ħajja ta 'kuljum. Fl-aħħar għoxrin sena, ix-xjenzati żviluppaw b'suċċess lejżers ġodda li jistgħu jikkontrollaw "phonons" (unitajiet ta 'enerġija kwantifikati ta' vibrazzjonijiet mekkaniċi). Kontroll preċiż tal-phonons huwa mistenni li jġib aktar possibbiltajiet għat-teknoloġija tal-lejżer, bħall-teħid ta 'vantaġġ ta' proprjetajiet kwantitiċi uniċi bħal stati mħabblin.
Tim ta' riċerka mill-Università ta' Rochester u mill-Istitut tat-Teknoloġija ta' Rochester fl-Istati Uniti dan l-aħħar żviluppa laser fonon ikkompressat b'modalità doppja-li jista' jikseb kontroll ta'-preċiżjoni għolja ta' fononi fuq skala nanometru.
It-tim ta' riċerka ppubblika dokument relatat fil-ġurnal Nature Communications, li jagħti dettalji dwar kif il-kwanti tal-vibrazzjoni mekkanika nanoskala (fononi) iżommu l-ħruġ koerenti tal-laser- filwaqt li jikseb kompressjoni tal-ħoss termali permezz ta' akkoppjar ta'-mod doppju u tkessiħ mhux lineari, u b'hekk tnaqqas b'mod sinifikanti l-varjazzjonijiet tal-lejżers fonon.
Il-Professur Nick Vamivakas, wieħed mill-awturi korrispondenti tad-dokument, u l-kollaboraturi tiegħu wrew il-laser phonon għall-ewwel darba fl-2019. Huma użaw pinzetti ottiċi biex jaqbdu u jissospendu n-nanopartiċelli fil-vakwu, u kisbu oxxillazzjoni koerenti ta 'phonons permezz tal-oxxillazzjonijiet mekkaniċi tagħhom.
Madankollu, biex din it-teknoloġija tkun tista' tintuża għal-kejl ta' preċiżjoni għolja, kellhom jegħlbu sfida ewlenija-l-istorbju, l-interferenza li tinterferixxi mal-qari preċiż tas-sinjali. Din il-problema teżisti kemm fil-lejżers tal-fotoni kif ukoll tal-phonon.
"Il-lejżer jidher għall-għajn bħala raġġ ta 'dawl stabbli, iżda fil-fatt hemm numru kbir ta' varjazzjonijiet, li jistgħu jintroduċu l-istorbju fil-proċess tal-kejl." Nick Vamivakas spjega, "Ksibna soppressjoni effettiva tal-varjazzjonijiet tal-lejżer phonon billi applikajna modulazzjoni tal-igganċjar parametrika għaż-żewġ modi ta 'oxxillazzjoni fis-sistema ta' sospensjoni tal-pinzetti ottiċi, flimkien ma 'tkessiħ tal-parametri mhux lineari."
Din il-figura turi l-apparat ewlieni u l-prinċipju tal-esperiment. (a) turi s-sistema ta' sospensjoni tal-pinzetti ottiċi u kif tikseb igganċjar b'żewġ-modi permezz tal-modulazzjoni; (b) jispjega l-ġenerazzjoni ta' bjar potenzjali asimmetriċi u l-mekkaniżmu ta' igganċjar rotazzjonali; () jippreżenta viżwalment il-proċess ta' konverżjoni ta' phonon down-bis-somma ta' żewġ frekwenzi bħala l-frekwenza tas-sewqan permezz tad-dijagramma tal-livell tal-enerġija, li hija l-bażi fiżika għall-kisba ta' kompressjoni ta' mod-doppju.
L-avvanz ewlieni tat-tim ta 'riċerka huwa r-realizzazzjoni ta' kompressjoni termomekkanika ta 'modalità doppja-: fuq iż-żewġ modi ta' vibrazzjoni ortogonali ta 'x u y ta' nanopartiċelli tas-silika sospiżi (dijametru 100nm) fi pinzetti ottiċi, is-somma taż-żewġ frekwenzi tal-modalità tintuża bħala l-frekwenza tas-sewqan għall-modulazzjoni tal-igganċjar. Fl-istess ħin, flimkien ma 'tkessiħ tal-parametri mhux lineari, is-sistema hija stabbilizzata, tikkompressa direttament u tnaqqas il-ħoss termali inerenti tal-laser phonon.
Nick Vamivakas qal li din il-kapaċità ta 'soppressjoni tal-istorbju tippermetti li l-eżattezza tal-kejl tal-aċċelerazzjoni tas-sistema taqbeż it-teknoloġiji tradizzjonali tal-kejl tal-mewġ tal-foton tal-lejżer u tal-frekwenza tar-radju.
