Kuantum teknolojilerinde temel unsurlardan biri olan spinlerin fotonlara bağlanması, güvenilir kuantum iletişimin ön koşulu. Ancak, çevresel manyetik gürültü bu süreci zorlaştırıyordu. Araştırmacılar, lazer darbeleri ve nükleer spin soğutma tekniğini birleştirerek bu engeli aşmayı başardı.
TEK FOTONDAN DOLANIK DURUMA
Çalışmayı yürüten araştırmacılardan Mark R. Hogg ve Richard J. Warburton, Phys.org’a yaptıkları değerlendirmede şunları söyledi:
“Bir kuantum noktası tek foton kaynağı olarak kullanılabilir, ancak bizim amacımız daha ileri giderek dolanık foton kaynakları elde etmekti. Bunun için spin-foton-foton dolanıklığı üretmeyi hedefledik. Kritik adım, tek foton kaynağımıza spin kontrolü eklemekti. Bunu başarmak zorlu görünse de, deneylerimiz işe yaradığını gösterdi.”
LAZERLE SPİN KONTROLÜ
Araştırmacılar, Raman geçişi olarak bilinen süreci tetiklemek için iki lazer kullandı. Bu lazerlerin frekansı, sistemin rezonansından daha düşük ayarlandı. Böylece spin, Bloch küresi üzerinde istenilen noktalara yönlendirilebildi.
Warburton, “Spinleri döndürdüğümüzde, nükleer spinlerden kaynaklanan manyetik gürültünün önemli ölçüde azaldığını gördük. Çevre mühendisliği stratejisi, delik spinlerinde de işe yaradı. Bu sayede hem spin kontrolü sağladık hem de tutarlılığı artırdık” dedi.
KUANTUM HESAPLAMADA UMUT
Yeni yaklaşım, gelecekte küme kuantum durumlarının yüksek verimlilikle üretilmesine olanak tanıyabilir. Bu da fotonik kuantum hesaplamada kaynak durumları oluşturmak için kritik bir adım.
Hogg, “Şimdi yanıt aradığımız sorular var: Delik spinleri nükleer gürültüyü tam olarak nasıl bastırıyor? Ve bu yöntemle daha ne kadar ileri gidebiliriz? Amacımız, performansı küme durumlarının kuantum hesaplamada kullanılabileceği seviyeye taşımak” diye belirtti.
