دستگاه نانوفوتونیکی محققان را به سمت ارتباطات کوانتومی و امکانات حسی هدایت می کند

به گفته محققان، محققان دانشگاه روچستر از یک دستگاه نانوفتونیک لایه نازک و پدیده درهم تنیدگی کوانتومی برای تولید پهنای باند بسیار بزرگ استفاده کرده‌اند که رکوردی برای فراباند است. محققان فوتون‌ها و به‌ویژه فرکانس‌های آنها را در کار درگیر کردند.

این پیشرفت می‌تواند منجر به افزایش حساسیت و وضوح آزمایش‌ها در اندازه‌شناسی و سنجش، از جمله در طیف‌سنجی، میکروسکوپ غیرخطی و OCT کوانتومی شود.

درهم تنیدگی کوانتومی زمانی اتفاق می افتد که دو ذره کوانتومی به هم متصل شوند، حتی زمانی که از هم دور باشند. هرگونه مشاهده یک ذره بر دیگری تأثیر می گذارد، گویی ذرات در حال ارتباط هستند. وقتی این رفتار درهم‌تنیدگی شامل فوتون‌ها می‌شود، درهم‌تنیدگی فرکانس‌های فوتون - که پهنای باند آن قابل کنترل است - امکان‌پذیر است.

تا به امروز، بیشتر دستگاه‌هایی که برای تولید درهم‌تنیدگی باند پهن استفاده می‌شوند، یک کریستال حجیم را به بخش‌های کوچکی تقسیم می‌کنند که هر کدام دارای خواص نوری کمی متفاوت هستند و هر کدام فرکانس‌های متفاوتی از جفت‌های فوتون را تولید می‌کنند. سپس فرکانس‌ها با هم جمع می‌شوند تا پهنای باند بزرگ‌تری به دست آورند.

عثمان جاوید، دکترای تخصصی، گفت: با این حال، این فرآیند ناکارآمد است و روشنایی و خلوص فوتون ها را کاهش می دهد. دانشجوی آزمایشگاه Qiang Lin، استاد مهندسی برق و کامپیوتر که این تحقیق را رهبری کرد. در این دستگاه‌ها، همیشه بین پهنای باند و روشنایی جفت فوتون‌های تولید شده یک مبادله وجود خواهد داشت.

جاوید گفت: «ما این مبادله را با تکنیک مهندسی پراکندگی کاملاً دور زده‌ایم تا هر دو را به دست آوریم: پهنای باند بی‌سابقه با روشنایی بی‌سابقه.