(Phys.org)—In het niet-intuïtieve kwantumdomein, het fenomeen van contrafeitelijkheid wordt gedefinieerd als de overdracht van een kwantumtoestand van de ene plaats naar de andere zonder dat er een kwantum- of klassiek deeltje tussen hen wordt overgedragen. Tegenfeitelijkheid vereist een kwantumkanaal tussen locaties, wat betekent dat er een kleine kans bestaat dat een kwantumdeeltje het kanaal zal passeren - in dat geval, de run van het systeem wordt weggegooid en een nieuwe begint. Het werkt vanwege de dualiteit van golven en deeltjes die fundamenteel is voor de deeltjesfysica:deeltjes kunnen alleen worden beschreven door de golffunctie.

Goed begrepen als een werkbaar schema door natuurkundigen, theoretische aspecten van contrafeitelijke communicatie zijn verschenen in tijdschriften, maar tot voor kort, er zijn geen praktische demonstraties van het fenomeen geweest. Nutsvoorzieningen, een samenwerkingsverband van Chinese wetenschappers heeft een contrafeitelijk communicatiesysteem ontworpen en experimenteel getest dat met succes een monochrome bitmap van de ene locatie naar de andere heeft overgebracht met behulp van een geneste versie van het kwantum Zeno-effect. Ze hebben hun resultaten gerapporteerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences .

Het kwantum Zeno-effect treedt op wanneer een onstabiel kwantumsysteem wordt onderworpen aan een reeks zwakke metingen. Instabiele deeltjes kunnen nooit vervallen terwijl ze worden gemeten, en het systeem wordt effectief bevroren met een zeer hoge waarschijnlijkheid. Dit is een van de implicaties van het bekende maar zeer niet-intuïtieve principe dat kijken naar iets het in het kwantumrijk verandert.

Met behulp van dit effect, de auteurs van de nieuwe studie bereikten directe communicatie tussen locaties zonder transmissie van dragerdeeltjes. In de opstelling die ze hebben ontworpen, twee enkelfotondetectoren werden in de uitgangspoorten van de laatste van een reeks bundelsplitsers geplaatst. Volgens het kwantum Zeno-effect, het is mogelijk om te voorspellen welke detector met één foton zal "klikken" wanneer fotonen worden doorgelaten. De geneste interferometers van het systeem dienden om de toestand van het systeem te meten, waardoor het niet kan veranderen.

Alice brengt een enkel foton over naar de geneste interferometer; het wordt gedetecteerd door drie enkele fotondetectoren, NS ₀ , NS ₁ en D _F . Als D ₀ of D ₁ Klik, Alice concludeert een logisch resultaat van één of nul. Als D _F klikken, het resultaat wordt als niet overtuigend beschouwd, en wordt weggegooid in de nabewerking. Na de communicatie van alle bits, de onderzoekers waren in staat om de afbeelding opnieuw samen te stellen - een monochrome bitmap van een Chinese knoop. Zwarte pixels werden gedefinieerd als logische 0, terwijl witte pixels werden gedefinieerd als logisch 1.

Het idee kwam van holografietechnologie. De auteurs schrijven, "In de jaren veertig een nieuwe beeldvormingstechniek - holografie - werd ontwikkeld om niet alleen de lichtintensiteit maar ook de fase van het licht vast te leggen. Men kan dan de vraag stellen:kan de lichtfase zelf gebruikt worden voor beeldvorming? Het antwoord is ja." In het experiment, de fase van het licht zelf werd de drager van informatie, en de intensiteit van het licht was niet relevant voor het experiment.

De auteurs merken op dat naast toepassingen in kwantumcommunicatie, de techniek zou kunnen worden gebruikt voor activiteiten zoals het afbeelden van oude artefacten die zouden worden beschadigd door direct schijnend licht.

© 2017 Fys.org