Universet & dets hemmeligheterKvantesammenfiltring av fotoner fanget i sanntid

Jordkloden er et ubetydelig fnugg i et gigantisk og ufattelig stort univers.
Tør du diskutere hva som ligger bak?

Moderatorer: Asbjørn, mod univers

Bruker avatar
Asbjørn
Verifisert
ADMIN
ADMIN
Innlegg: 7982
Startet: 05 Apr 2005 01:39
19
Kjønn (valgfri): *U*
Lokalisering: Florø
Har takket: 1428 ganger
Blitt takket: 1721 ganger
Kjønn:

Kvantesammenfiltring av fotoner fanget i sanntid

Innlegg av Asbjørn »

Visualisering av den mystiske dansen: Kvantesammenfiltring av fotoner fanget i sanntid !
Kilde : https://phys.org/news/2023-08-visualizi ... otons.html

Bilde
Biphoton state holografisk rekonstruksjon.
Bilderekonstruksjon. a, Tilfeldighetsbilde av interferens mellom en referanse SPDC-tilstand og en tilstand oppnådd av en pumpestråle med formen av et Ying- og Yang-symbol (vist i innlegget). Den innfelte skalaen er den samme som i hovedplottet. b, Rekonstruert amplitude og fasestruktur av bildet påtrykt den ukjente pumpen. Kreditt: Nature Photonics (2023). DOI: 10.1038/s41566-023-01272-3


Forskere ved University of Ottawa, i samarbeid med Danilo Zia og Fabio Sciarrino fra Sapienza University of Roma, demonstrerte nylig en ny teknikk som tillater visualisering av bølgefunksjonen til to sammenfiltrede fotoner, elementærpartiklene som utgjør lys, i virkelig tid.
Kommentar, hvor Asbjørn skrev: Noen som drar kjensel på denne figuren ?
Den er eldgammel, og jeg må påpeke at det er en utrolig sammenheng i likheten i mellom eldgammel kunnskap og nye målemetoder !
Hva annet av eldgammel kunnskap vil vi gjenoppdage nå ??
Bilde
Asbjørn

Ved å bruke analogien til et par sko, kan begrepet sammenfiltring sammenlignes med å velge en sko tilfeldig. I det øyeblikket du identifiserer en sko, blir den andres natur (enten det er venstre eller høyre sko) umiddelbart oppdaget, uavhengig av dens plassering i universet. Den spennende faktoren er imidlertid den iboende usikkerheten knyttet til identifiseringsprosessen frem til det nøyaktige observasjonsøyeblikket.

Bølgefunksjonen , en sentral grunnsetning i kvantemekanikk , gir en omfattende forståelse av en partikkels kvantetilstand . For eksempel, i skoeksemplet, kan "bølgefunksjonen" til skoen inneholde informasjon som venstre eller høyre, størrelsen, fargen og så videre.

Mer presist gjør bølgefunksjonen det mulig for kvanteforskere å forutsi de sannsynlige utfallene av ulike målinger på en kvanteenhet, for eksempel posisjon, hastighet, etc.

Denne prediksjonsevnen er uvurderlig, spesielt i det raskt utviklende feltet av kvanteteknologi, der det å kjenne til en kvantetilstand som genereres eller input i en kvantedatamaskin vil tillate å teste selve datamaskinen. Dessuten er kvantetilstander som brukes i kvanteberegning ekstremt komplekse, og involverer mange enheter som kan vise sterke ikke-lokale korrelasjoner (sammenfiltring).

Å kjenne bølgefunksjonen til et slikt kvantesystem er en utfordrende oppgave - dette er også kjent som kvantetilstandstomografi eller kvantetomografi kort sagt. Med standardtilnærmingene (basert på de såkalte projektive operasjonene) krever en full tomografi et stort antall målinger som raskt øker med systemets kompleksitet (dimensjonalitet).

Tidligere eksperimenter utført med denne tilnærmingen av forskergruppen viste at karakterisering eller måling av den høydimensjonale kvantetilstanden til to sammenfiltrede fotoner kan ta timer eller til og med dager. Dessuten er resultatets kvalitet svært følsom for støy og avhenger av kompleksiteten til det eksperimentelle oppsettet.

Den projektive målemetoden til kvantetomografi kan tenkes å se på skyggene til et høydimensjonalt objekt projisert på forskjellige vegger fra uavhengige retninger. Alt en forsker kan se er skyggene, og fra dem kan de utlede formen (tilstanden) til hele objektet. For eksempel, i CT-skanning (computertomografiskanning), kan informasjonen til et 3D-objekt dermed rekonstrueres fra et sett med 2D-bilder.

I klassisk optikk er det imidlertid en annen måte å rekonstruere et 3D-objekt på. Dette kalles digital holografi, og er basert på opptak av et enkelt bilde , kalt interferogram, oppnådd ved å forstyrre lyset spredt av objektet med et referanselys.

Teamet, ledet av Ebrahim Karimi, Canada Research Chair in Structured Quantum Waves, meddirektør for uOttawa Nexus for Quantum Technologies (NexQT) forskningsinstitutt og førsteamanuensis ved Det naturvitenskapelige fakultet, utvidet dette konseptet til å gjelde to fotoner.

Å rekonstruere en bifotontilstand krever å legge den sammen med en antagelig velkjent kvantetilstand, og deretter analysere den romlige fordelingen av posisjonene der to fotoner ankommer samtidig. Å avbilde den samtidige ankomsten av to fotoner er kjent som et tilfeldighetsbilde. Disse fotonene kan komme fra referansekilden eller den ukjente kilden. Kvantemekanikk sier at kilden til fotonene ikke kan identifiseres.

Dette resulterer i et interferensmønster som kan brukes til å rekonstruere den ukjente bølgefunksjonen. Dette eksperimentet ble muliggjort av et avansert kamera som registrerer hendelser med nanosekunders oppløsning på hver piksel.

Dr. Alessio D'Errico, en postdoktor ved University of Ottawa og en av medforfatterne av artikkelen, fremhevet de enorme fordelene med denne innovative tilnærmingen: "Denne metoden er eksponentielt raskere enn tidligere teknikker, og krever bare minutter eller sekunder i stedet for dager. Det er viktig at deteksjonstiden ikke påvirkes av systemets kompleksitet – en løsning på den langvarige skalerbarhetsutfordringen i projektiv tomografi."

Effekten av denne forskningen går utover bare det akademiske samfunnet. Den har potensial til å akselerere kvanteteknologiske fremskritt, for eksempel forbedring av kvantetilstandskarakterisering, kvantekommunikasjon og utvikling av nye kvanteavbildningsteknikker.

Studien "Interferometric imaging of amplitude and phase of spatial biphoton states" ble publisert i Nature Photonics .

Mer informasjon: Danilo Zia et al, Interferometrisk avbildning av amplitude og fase av romlige bifotontilstander, Nature Photonics (2023). DOI: 10.1038/s41566-023-01272-3

Journalinformasjon: Nature Photonics
Antall ord: 815

Link:
BBcode:
HTML:
Hide post links
Show post links
Bruker avatar
Asbjørn
Verifisert
ADMIN
ADMIN
Innlegg: 7982
Startet: 05 Apr 2005 01:39
19
Kjønn (valgfri): *U*
Lokalisering: Florø
Har takket: 1428 ganger
Blitt takket: 1721 ganger
Kjønn:

Re: Kvantesammenfiltring av fotoner fanget i sanntid

Innlegg av Asbjørn »

Kvantesammenfiltring som i forrige innlegg er jo en spesiell sak.

Men visste du at bare ved å SE - så forandrer en resultatet av "the double-slit experiment" ? ( dobbel spalte eksperimentet )

Videoen viser hva som skjer når man sender elektroner eller fotoner igjennom en dobbel spalte mot en bakgrunn som lyser opp når den treffes av fotoner/elektroner.

Når man SER på dobbeltspalten , så oppfører elektronene / fotonene seg som partikler.
MEN når man kun observerer resultatet bak dobbeltspalten, så oppfører de seg som bølger ?


Antall ord: 89

Link:
BBcode:
HTML:
Hide post links
Show post links
Bruker avatar
g.r.y
Standard bruker
Standard bruker
Innlegg: 1422
Startet: 15 Okt 2013 06:22
10
Kjønn (valgfri): dame
Lokalisering: 3rd Rock From The Sun
Har takket: 537 ganger
Blitt takket: 568 ganger

Re: Kvantesammenfiltring av fotoner fanget i sanntid

Innlegg av g.r.y »

Det som foregår i den såkaldte 'quantum world' er helt vilt. - Fullstendig mindblowing.
Min personlige favoritt, er den Einstein refererte som 'the spooky particle', hvorav en har to partikldeler som er spaltet ned til minste enhet som opptrer som om de fremdeles skulle vært en enhet uansett hvilken avstand som tilsynelatende tilbakelegges mellom dem.
Det er m.a.o ikke så at de 'bare' har vist seg å bryte med lyshastigheten, for enhver påvirkning av den ene (enkelt og håndgripelig fortalt som puffing, snurring, spretting, etc) avstedkommer det eksakt samme utkommet på eksakt samme tid hos den andre. - Bare speilvendt!!
Om en så tenker seg det dobbelte- eller tidobbelte av lyshastigheten, vil det fremdeles ikke være snakk om å tilbakelegge en avstand på absolutt 0 tid, -hvilket også gjør at lyshastigheten består som den absolutte topphastighet gjennom 'the vacuum of space'.
Den der fasinerer meg altså så til de grader!

For en mer inngående forklaring av fenomenet (engelsk): https://youtu.be/ZuvK-od647c

Jeg ville glatt satt pengene mine på at disse umulighetene er grunnet i den ytterst begrensede delen av den totale virkeligheten mennesket er i stand til å oppfatte. Det som imidlertid gjør 'the spooky particle' så spesiell i mine øyne, er at den fra mitt ståsted er det uomtvistelige beviset for de dimensjoner som er gitt å skulle eksistere fra 5. og angivelig opp til 10.
Greia er jo at selv om en har tilhørighet i en lavere dimensjon, så vil det som skjer i de høyere affisere oss, da det tross alt like forbannet er en del av virkeligheten selv om vi ikke kan oppfatte de i vår sanseverden. Men om en tenker seg en todimensjonal eksistens, så vil jo han like forbannet treffes av den fallende blomsterpotten, eller whatever som han altså ikke er i stand til å oppfatte kommer farende ned mot ham! -Og det samme blir det jo med det som foregår i de øvre dimensjoner i forhold til oss.
- Og det stopper ikke her! For som beskrevet i den linkede videoen over, så er hovedteorien til dette her at hver har med seg informasjonen om hvilke 'spinn' de, -altså hvem som helst av de, vil bli satt til, slik at det ikke trengs noen 'reise' av informasjon fra A til B. - Hvilket igjen er et håndfast bevis for tidens relativitet i form av at alt, altså fortid, nåtid og fremtid i realiteten eksisterer- så vel som opererer samtidig, hele tiden..
Antall ord: 420
The majority's concept of the truth isn't necessarily the actual truth.
Use your own mind. - Always!

~ Gry ~

Link:
BBcode:
HTML:
Hide post links
Show post links