Durchbruch bei Metasurface vereinfacht Multiphotonenverschränkung für Quantentechnologie

Im Februar 2025 stellten Forscher der Peking University, der Southern University of Science and Technology und der University of Science and Technology of China eine neue Methode zur Erzeugung von Multiphotonenverschränkung mithilfe einer einzelnen Gradienten-Metasurface vor. Die in *Advanced Photonics Nexus* veröffentlichte Entdeckung vereinfacht die Quanteninformationsverarbeitung, die traditionell auf komplexen und ineffizienten optischen Aufbauten beruht. Metasurfaces, künstliche zweidimensionale Materialien, manipulieren Licht Eigenschaften wie Phase und Polarisation. Der Ansatz des Teams besteht darin, einzelne Photonen auf eine speziell entwickelte Metasurface zu richten, wodurch diese quantenmechanisch interferieren und sich verschränken. Diese Technik ermöglicht die Erzeugung verschiedener verschränkter Zustände und die Verschmelzung verschränkter Photonenpaare zu größeren Gruppen, wodurch mehr Quanteninformationen auf kleinerem Raum komprimiert werden. Professor Ying Gu verglich den Ansatz mit einer Abkürzung in einem Labyrinth, die die Erzeugung und Manipulation verschränkter Photonen für kleinere Quantengeräte in Chipgröße rationalisiert. Zu den potenziellen Anwendungen gehören Quantennetzwerke, die in der Lage sind, verschränkte Photonen an mehrere Benutzer zu liefern, und die Entwicklung von Quantencomputern in Laptopgröße, die eine sichere Quantenkommunikation und fortschrittliche Quantenalgorithmen ermöglichen.