Komt kwantumcommunicatie er aan?

Lancering van de Micius-satelliet

De lancering vorig jaar van de Micius-satelliet (foto: BBC)

Verstrengeling, de kwantumeigen-schap dat deeltjes tot op grote afstand aan elkaar gekoppeld zijn, is en blijft een raar fenomeen. Nu blijkt dat, als je trucs gebruikt, die verstrengeling zich niet door afstand laat beperken. Chinese onderzoekers maken melding van een succesvolle overdracht van verstrengelde atomen tussen de nabije ruimte en aarde over een afstand van 1200 km, waarbij de fotonen verstrengeld waren over een afstand van 100 km. Ze denken al aan een heel nieuw kwantuminternet. Een andere onderzoeksgroep zou vanaf de aarde kwantumtoestanden gemeten hebben op 38 000 km van onze blauwe planeet. Komt kwantumcommunicatie er aan? Lees verder

Is deeltjesloze kwantumcommunicatie mogelijk?

Suhail Zubairy, deeltjesloze kwantumcommunicatie

Suhail Zubairy: …ongeruimde kwantumcommunicatie…

Zo’n vier jaar geleden stelden kwantumtheoretici een opzet voor voor kwantumcommunicatie zonder dat daarvoor deeltjes werden overgedragen.  Nu schijnen onderzoekers de truc in het lab te hebben uitgevoerd. Er waren vier jaar geleden grote twijfels over de werkelijkheidswaarde van het voorstel, maar die zijn niet weggenomen met de huidige experimenten. Bij kwantummechanica is niks zeker aangezien metingen de zaken behoorlijk kunnen versjteren. Lees verder

Multifotonmicroscoop nog beter met boventoon

multifotonmicroscoop die gebruik maakt van de tweede harmonische.

Links een opname van cadmiumtelluridezonnecellen met een ‘gewone’ multifotonmicroscoop, rechts met de MP-SPIFI-microscoop. Op de foto lijkt de opname links beter. (afb: CSU)

Vroeger leerde je op school dat de resolutie van lichtmicroscopen bepaald werd door de golflengte van het gebruikte licht. Voorwerpen kleiner dan 3, 400 nm zijn daarmee niet waar te nemen (de zogeheten diffractielimiet), maar met allerlei trucs was die limiet wel te omzeilen. Daarnaast zijn er allerlei andere typen microscopen die niet met licht werken zoals de elektronen- of atoomkrachtmicroscoop. Toch blijft de lichtmicroscoop belangrijk omdat je daarmee dingen kunt waarnemen die met de niet-lichtmicroscoop moeilijk of helemaal niet te ‘zien’ zijn. Met de modernste lichtmicroscopen kun je nu virussen, eiwitten en zelfs losse moleculen zien, maar ook die hebben hun grenzen. Daar wordt nu aan gesleuteld door de ontwikkeling van een microscoop die werkt met fotonen (lichtdeeltjes) en de tweede harmonische (boventoon) en die ons een inkijkje zou (kunnen) gunnen in de processen van een (levende) cel. Lees verder

Slechts een foton per keer

Kwantumpunt, kwantumstip

Als een elektron van een hogere in de grondtoestand terechtkomt wordt een foton verstuurd (afb: univ.v.Bazel)

Als de kwantum-computer nog wat wil worden dan is de lichtbron, de ‘fabrikant’ van lichtdeeltjes, niet onbelangrijk.  Het liefst moet die steeds een foton per keer produceren en alle fotonen moeten gelijk zijn. Dat schijnt een hoop gedoe te zijn, maar nu hebben onderzoekers van de universiteit van Bazel (Zwi) samen met collega’s aan de universiteit van Bochum (D) zo’n lichtbron ontworpen. De crux van de vinding is een zogeheten halfgeleiderkwantumpunt of -stip die het mogelijk maakt aparte fotonen te versturen. Lees verder

Een boodschap overbrengen met ‘lichtpatronen’

lichtpatronenOostenrijkse onderzoekers schijnen via de lucht informatie te hebben overgedragen over een afstand van drie kilometer met behulp van verschillende ‘lichtpatronen’ (zie plaatje). Met die verschillende lichtpatronen zouden duizelingwekkende hoeveelheden gegevens kunnen worden getransporteerd, waaraan geen glasvezel, laat staan koperen kabel te pas komt. Als bewijs dat het werkte verstuurden ze drie grijstrapportretjes, waaronder, uiteraard, een van Mozart. De onderzoekers gebruikten 16 verschillende lichtpatronen, waarbij elk patroon andere bitinformatie levert (in dit voorbeeld een grijstint).
Lees verder

Met vast licht snuffelen aan onoplosbare problemen

kwantumnabootser

De kwantumsimulator die werkt met ‘vast licht’ (afb: Phys. Review X)

Een kop moet de aandacht trekken. Dat zou bovenstaande kop zeker moeten doen, want er staat eigenlijk iets idioots. Hoezo vast licht en snuffelen aan onoplosbare problemen lijkt weinig zinvol. Toch hebben onderzoekers van de universiteit van Princeton (VS)  en de Technische hogeschool in Zürich (ETHZ) iets dergelijks gedaan. Ze hebben fotonen (lichtdeeltjes) opgesloten. Dat is het ‘vaste licht’. Met dat ‘vaste licht’ zouden allerlei leuke toepassingen en materialen te bedenken zijn(zoals het ‘rekenen’ aan onoplosbare vraagstukken (in afwachting van een echte kwantumcomputer). Lees verder

Een kwantumcircuit is zo eenvoudig nog niet

Kwantumchip

De chip van de toekomst?

Britse, Nederlandse  (TU Delft) en Japanse onderzoekers hebben in een gezamenlijk project een functioneren-de, redelijk ingewikkelde kwantum-schakeling gemaakt van silicium, waarmee zowel fotonen zijn te genereren als (dat onbegrijpelijke fenomeen) verstrengeling mogelijk is. De schakeling bestaat uit twee fotonenbronnen op een silciumchip die kwantummechanisch met elkaar wisselwerken. Volgens de onderzoekers kan het kwantumdinkske gebruikt worden voor de verwerking van informatie en voor moeilijke kwantumoptische experimenten.
Lees verder

Kwantumwereld nog ‘gestoorder’ dan gedacht

Hans Bethe (1996)

Hans Bethe in 1996. Hij voorspelde in 1931 al het gedrag van ‘verstoorde’ atomen (foto: Cornell-universiteit)

Kwantummechanica zal niet ophouden mij  te verbazen (en ik ben niet de enige). Ik geloof dat het de grote Deen Niels Bohr was die zei dat iemand die zei de kwantumwereld te begrijpen er niks van begrepen had. In het wetenschapsblad Nature staan twee artikelen, een van Amerikaanse en een van Europese origine, die weer nieuw ontdekte capriolen in de toch al vreemde kwantumwereld blootleggen: fotonen die elkaar aantrekken (het Amerikaanse onderzoek) en atomen die paarsgewijs ‘omkieperen’. Dan beginnen meteen de oogjes te glinsteren van de lieden die zich bezig houden met de ontwikkeling van de kwantumcomputer: weer wat ‘handgreepjes’ om met behulp van die malle kwantumwereld te rekenen en moeilijke problemen op te lossen.
Lees verder