Forscher des USC Viterbi Ming Hsieh Department of Electrical and Computer Engineering, zusammen mit der School of Advanced Computing, haben einen optischen Filter entwickelt, der Quantenverschränkung isolieren und bewahren kann. Diese in
Scienceveröffentlichte Entwicklung wird voraussichtlich Quantentechnologien in den Bereichen Computing, Kommunikation und Sensorik erheblich verbessern. Der Filter besteht aus lasergeschriebenen Glaslichtkanälen (Wellenleitern), die unerwünschte Komponenten aus dem Licht entfernen und gleichzeitig die für die Verschränkung notwendigen Quantenkorrelationen aufrechterhalten. Laut Mahmoud A. Selim, einem Doktoranden an der USC, verfeinert der Filter die Quantenverschränkung aus einem verrauschten Zustand, wobei der Quantenkern intakt bleibt und gleichzeitig überflüssige Elemente entfernt werden. Der Filter nutzt die Anti-Paritäts-Zeit-Symmetrie (APT), um Licht auf neue Weise zu manipulieren. Durch die Integration der APT-Symmetrie in ein Netzwerk optischer Wellenleiter fand das Team einen Weg, Rauschen aktiv herauszufiltern und das System in einen stabilen, verschränkten Zustand zu führen. Seniorautorin Mercedeh Khajavikhan merkte an, dass diese Forschung das Potenzial der nicht-Hermiteschen Physik und offener Quantensysteme als Werkzeuge im Quantenbereich demonstriert. Tests mit einzelnen Photonen und verschränkten Photonenpaaren bestätigten die Fähigkeit des Filters, gewünschte verschränkte Zustände mit einer Genauigkeit von über 99 % wiederherzustellen. Dieser Fortschritt hat weitreichende Auswirkungen auf Quantencomputer, Quantenkommunikation und Quantensensorik. Die Fähigkeit, diesen optischen Filter zu skalieren und in bestehende Quantensysteme zu integrieren, könnte verschiedene Branchen revolutionieren und Quantentechnologien in alltägliche Anwendungen integrieren.