Viimeaikainen läpimurto kvanttiyhteenkietoutumistutkimuksessa Etelä-Afrikan Witwatersrandin yliopiston Rakenteellisen Valon laboratoriossa on avannut uusia mahdollisuuksia kvanttiyhteyden alalla. Professori Andrew Forbesin johdolla yhteistyössä teoreettisen fyysikon Robert de Mello Kochin kanssa tiimi on onnistuneesti manipuloinut kvanttiyhteenkietoutuneita hiukkasia muuttamatta niiden olennaisia ominaisuuksia.
Tämän saavutuksen avain piilee topologian ymmärtämisessä kvanttiyhteenkietoutumisessa. Sitomalla kaksi identtistä fotonia toisiinsa ja mukauttamalla niiden jaetun aaltofunktion, tutkijat kykenivät paljastamaan hiukkasten kollektiivisen rakenteen. Tämä prosessi mahdollistaa tiettyjen ominaisuuksien säilymisen, samalla tavalla kuin kahvimuki ja donitsi ovat topologisesti samanarvoisia niiden muuttumattoman reiän vuoksi.
Tutkimus keskittyy Skyrmion-topologiaan, käsitteeseen, joka viittaa globaaliin ominaisuuteen, joka pysyy muuttumattomana manipulaatioista huolimatta. Skyrmioneja, jotka tunnetaan stabiiliudestaan, on tutkittu laajasti erilaisissa materiaaleissa, kuten magneeteissa ja nestekiteissä. Tutkimustiimi aikoo hyödyntää näitä topologisia piirteitä kvanttiyhteenkietoutuneissa skyrmioneissa tietovarastoteknologiassa.
Lisäksi tiimi ehdottaa topologian käyttämistä luokittelujärjestelmänä yhteenkietoutuneille tiloille, samankaltaisesti kuin aakkosjärjestelmä. Luokittelemalla kvantti-skyrmionit niiden topologisten piirteiden perusteella voidaan kehittää uusia viestintäprotokollia kvantti-järjestelmiin. Tämä mullistava lähestymistapa voisi vallankumouksellistaa tiedon koodauksen ja siirtämisen kvanttiyhteydessä, erityisesti kun perinteiset menetelmät epäonnistuvat minimiyhteenkietouman vuoksi.
Tämän tutkimuksen merkitys on sen käytännön sovelluksissa. Yhteenkietoutuneiden tilojen säilyttämisen haasteen voittaminen on ollut pitkään ongelma kvantti-järjestelmissä. Tiimin löydökset osoittavat, että topologia voi pysyä ennallaan, vaikka yhteenkietouma hajoaa, ja tarjota uudenlaisen koodausmekanismin. Tämän seurauksena voidaan määritellä ja tutkia uusia protokollia, avaten mahdollisuuksia topologisille epäpaikallisille kvanttitiloille.
Yhteenvetona topologian ymmärtämisen läpimurto kvanttiyhteenkietoutumisessa merkitsee merkittävää edistysaskelta kohti vallankumouksellista kvanttiyhteyttä. Tiimin tutkimus asettaa pohjan uusien protokollien kehittämiselle ja topologisten epäpaikallisten kvanttitilojen tutkimiselle, mikä voi mahdollisesti muuttaa kvanttiyhteyden ja tiedonkäsittelyn kenttää.
The source of the article is from the blog publicsectortravel.org.uk