Doorbraak Metasurface Vereenvoudigt Multifotonenverstrengeling voor Quantumtechnologie

In februari 2025 onthulden onderzoekers van de Peking University, Southern University of Science and Technology en de University of Science and Technology of China een nieuwe methode voor het genereren van multifotonenverstrengeling met behulp van een enkele gradiëntmetasurface. De ontdekking, gepubliceerd in *Advanced Photonics Nexus*, vereenvoudigt kwantuminformatieverwerking, die traditioneel afhankelijk is van complexe en inefficiënte optische opstellingen. Metasurfaces, gemanipuleerde tweedimensionale materialen, manipuleren lichteigenschappen zoals fase en polarisatie. De aanpak van het team omvat het richten van enkele fotonen op een speciaal ontworpen metasurface, waardoor ze kwantummechanisch interfereren en verstrengeld raken. Deze techniek maakt het mogelijk om verschillende verstrengelde toestanden te creëren en verstrengelde fotonenparen samen te voegen tot grotere groepen, waardoor meer kwantuminformatie in een kleinere ruimte kan worden samengeperst. Professor Ying Gu vergeleek de aanpak met een kortere weg in een doolhof, waardoor het creëren en manipuleren van verstrengelde fotonen voor kleinere, chip-sized quantumapparaten wordt gestroomlijnd. Potentiële toepassingen zijn onder meer quantumnetwerken die in staat zijn om verstrengelde fotonen aan meerdere gebruikers te leveren en de ontwikkeling van laptop-sized quantumcomputers, waardoor veilige quantumcommunicatie en geavanceerde quantumalgoritmen worden gefaciliteerd.