Paderborn Universitetinin alimləri kvant tədqiqatı sahəsində irəliyə doğru daha bir addım atdılar: onlar ilk dəfə olaraq işıq kvantlarını (həmçinin fotonlar olaraq da bilinən) əvvəlkindən daha sürətli idarə etməyə imkan verən kriogen dövrəni (yəni son dərəcə soyuq şəraitdə işləyən) nümayiş etdirdilər.

Xüsusilə, bu elm adamları fərdi fotonlardan ibarət işıq impulslarını aktiv şəkildə manipulyasiya etmək üçün sxemlərdən istifadə etmək üsulunu kəşf etdilər . Bu mərhələ kvant informasiya elmində, rabitədə və simulyasiyada müasir texnologiyaların inkişafına mühüm töhfə verə bilər. Nəticələr indi Optica jurnalında dərc olunub .

Ən kiçik işıq vahidləri olan fotonlar kvant məlumatlarının işlənməsi üçün həyati əhəmiyyət kəsb edir. Bunun üçün çox vaxt fotonun vəziyyətinin real vaxtda ölçülməsi və bu məlumatdan işıq axınının aktiv şəkildə idarə edilməsi üçün istifadə edilməsi tələb olunur – bu üsul “irəli ötürmə əməliyyatı” kimi tanınır.

Bununla belə, indiyə qədər bu, texniki məhdudiyyətlərə qarşı çıxdı: işıq gecikmə ilə ölçüldü, emal edildi və idarə edildi, mürəkkəb tətbiqlər üçün istifadəsini məhdudlaşdırdı. Bu elm adamları yeni metodu ilə gecikməni əhəmiyyətli dərəcədə azalda biliblər – saniyənin milyardda dörddə birinə qədər.

“Biz işıq impulslarını kriogen temperaturda detektorlar , uyğunlaşdırılmış elektronika və optik sxemlərlə aktiv şəkildə birləşdirə bildik . Bu, bizə fərdi fotonları digər tədqiqat qruplarına nisbətən əhəmiyyətli dərəcədə daha tez manipulyasiya etməyə imkan verdi. Bu qabiliyyət bizə kvant optikası üçün müxtəlif tətbiqlər üçün istifadə oluna bilən yeni aktiv sxemlər yaratmağa imkan verir”, – layihənin rəhbəri Dr. Paderbornun Fizika Departamentində “Mezoskopik Kvant Optikası” tədqiqat qrupunun üzvü.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1751428779&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1747931843&rafmt=1&armr=3&format=540×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-05-photon-absolute-individual-particles.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM2LjAuNzEwMy4xMTQiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzYuMC43MTAzLjExNCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNi4wLjcxMDMuMTE0Il0sWyJOb3QuQS9CcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1747931838744&bpp=4&bdt=76&idt=79&shv=r20250521&mjsv=m202505190101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1747931839%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1747931839%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D1b1b09cf233e1b4b%3AT%3D1735548424%3ART%3D1747931839%3AS%3DAA-AfjZKostxhmsFX2YCqOZbTGHa&prev_fmts=0x0%2C336x280%2C920x280%2C336x280&nras=1&correlator=8103971444300&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2088&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=95332925%2C95353386%2C95360391%2C95361621%2C95360953&oid=2&pvsid=1093965044367968&tmod=140502480&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=3&fsb=1&dtd=4800

Tədqiqatçılar bu inkişaf üçün superkeçirici detektorlar kimi ən müasir texnologiyalardan istifadə ediblər. Bu cihazlar fərdi işıq kvantlarını son dərəcə yüksək dəqiqliklə ölçür.

Elektronika kriogen mühitdə yerləşdirildi: siqnalları əhəmiyyətli gecikmə olmadan emal etmək üçün gücləndirici və modulyatorlar təxminən -270 dərəcə Selsi temperaturunda işlədildi. İnteqrasiya edilmiş modulyatorlar ölçmə məlumatlarına əsasən işığı idarə edən optik komponentlərdir – faktiki olaraq itkisiz və yüksək sürətlə.

Proses işıq cütlərinin və ya “korrelyasiya olunmuş fotonların” ölçülməsinə əsaslanır. Ölçülmüş hissəciklərin sayına əsasən, elektron dövrə işığın ötürülməsi və ya bloklanmasına saniyənin bir hissəsində qərar verir. İnteqrasiya edilmiş dizaynı xüsusi edən odur ki, fiziki itkilər və gecikmələr minimuma endirilə bilər.

Sürətli reaksiya ilə yanaşı, dövrə daha az istilik istehsal edir ki, bu da çox kiçik məkanlarda kriostatlarda (həddindən artıq soyutma sistemləri) işləyərkən çox vacibdir.

“Nümayişimiz göstərir ki, biz fotonik kvant nəzarətinin yeni səviyyəsinə nail olmaq üçün superkeçirici və yarımkeçirici texnologiyadan istifadə edə bilərik. Bu, sürətli və mürəkkəb kvant dövrələri üçün imkanlar açır ki, bu da kvant informasiya elmi və kommunikasiya üçün həyati əhəmiyyət kəsb edə bilər”, – Thiele yekunlaşdırır.

Daha çox məlumat: Frederik Thiele və başqaları, Fotonik kvant vəziyyətinin kriogen ötürülməsi, Optica (2025). DOI: 10.1364/OPTICA.551287

Jurnal məlumatı: Optica 

Paderborn Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir