Quantumverstrengeling, ooit door Einstein omschreven als 'spookachtige actie op afstand', blijft wetenschappers fascineren. Onderzoekers aan de Technion in Israël onderzoeken verrassende effecten op fotonen die zijn opgesloten in ongelooflijk kleine ruimtes. Hun werk onthult nieuwe facetten van quantumverstrengeling met potentieel voor geavanceerde quantumtechnologieën.
De experimenten van het team omvatten het beperken van fotonen binnen structuren die kleiner zijn dan een duizendste van de breedte van een menselijk haar. Deze opsluiting dwingt de hoekcomponenten van licht onverwacht te overlappen, waardoor de manier verandert waarop elk foton informatie draagt. Dit leidt tot een fusie van spin en baan in een enkel totaal impulsmoment, een concept dat het conventionele begrip van licht uitdaagt.
Deze nieuwe structuur van verstrengeling ontstond toen onderzoekers paren fotonen testten die door zorgvuldig ontworpen nanokanalen gingen. De resultaten wezen op correlaties die anders zijn dan conventionele verstrengelingsstructuren in grotere omgevingen. Deze bevindingen kunnen de weg vrijmaken voor efficiëntere quantumcomputing en veilige communicatiemethoden.
Het miniaturiseren van lichtgebaseerde componenten versterkt de interactie tussen fotonen en nabijgelegen materialen, waardoor toepassingen worden ontsloten die onbereikbaar zijn met grotere systemen. Deze compacte systemen bieden nieuwe manieren om gegevens efficiënt te coderen en te verwerken. Hoewel verstrengelde fotonen gevoelig zijn voor omgevingsinvloeden, richt lopend onderzoek zich op materiaalarchitecturen en apparaatontwerpen om potentiële verliezen of interferentie aan te pakken.
Wetenschappers voorzien een toekomst waarin fotonen elektronen vervangen in computers, wat leidt tot hogere snelheden en minder warmteafvoer. Deze nieuwe verstrengelingseigenschap zou een cruciaal onderdeel kunnen zijn in die overgang. De Nobelprijs voor de Natuurkunde van 2022 erkende belangrijke bijdragen die hebben gevormd hoe we verstrengeling meten en interpreteren, wat de drang om deze correlaties in steeds kleinere ruimtes te onderzoeken verder aanwakkert.