ஒற்றை ஃபோட்டான்கள் மற்றும் ஃபோட்டான் ஜோடிகள் சுழற்சி  ஒப்பீடு

ஒளியின் குவாண்டம் நிலைகள் புதுமையான ஒளியியல் உணர்திறன் திட்டங்களை செயல்படுத்தியுள்ளன, எ.கா., தொலைவு அல்லது நிலையை அளவிடுவதற்கு, லேசர்கள் போன்ற கிளாசிக்கல் ஒளி மூலங்களால் அடைய முடியாத துல்லியத்துடன் உள்ளது. பின்லாந்து மற்றும் கனடாவைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழுவானது, குவாண்டம் நிகழ்வுகள் காரணமாக, சிறிய சுழற்சிகளை உணரும் ஒரு நன்மையைக் கொண்டிருப்பதை ஃபோட்டான்கள் சிக்கலான இடஞ்சார்ந்த கட்டமைப்புகளில் சிக்க வைக்கின்றன என்பதைக் காட்டியதால், குவாண்டம் அளவியல் துறை இப்போது மேலும் தள்ளப்பட்டுள்ளது. புதிய முறை வழக்கமான வழிமுறைகளால் அடையக்கூடியதை விட மிகவும் துல்லியமான அளவீட்டை அனுமதிக்கிறது.

குவாண்டம் அளவியல் துறையில், விஞ்ஞானிகள் புதிய அளவீட்டுத் திட்டங்களை உருவாக்கி வருகின்றனர், அவை குவாண்டம் அம்சங்களிலிருந்து பயனடைகின்றன மற்றும் பாரம்பரிய வழக்கமான முறைகளை விட மிகவும் துல்லியமான மற்றும் உணர்திறன் கொண்டவை. ஃபின்லாந்தின் டாம்பேர் பல்கலைக்கழகம் மற்றும் கனடாவின் தேசிய ஆராய்ச்சி கவுன்சில் ஆகியவற்றின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் குழு, இரண்டு ஃபோட்டான் N00N நிலைகள் எனப்படும் எளிய மற்றும் சக்திவாய்ந்த நுட்பத்தை எவ்வாறு கிளாசிக்கல் வரம்பிற்கு அப்பால் செல்லக்கூடிய இடஞ்சார்ந்த கட்டமைக்கப்பட்ட குவாண்டம் நிலைகளை உருவாக்க பயன்படுத்தலாம் என்பதைக் காட்டுகிறது. முடிவுகள் Physical Review Letters இல் வெளியிடப்பட்டுள்ளன.

“எங்கள் சோதனை முடிவுகள் இரண்டு ஃபோட்டான் குவாண்டம் நிலைகளை இணைப்பதற்கான எளிய ஆனால் சக்திவாய்ந்த வழியை நிரூபிக்கின்றன மற்றும் அதிக அளவீட்டு துல்லியத்தை அடையக்கூடிய பயன்பாடுகளுக்கான வாக்குறுதியைக் கொண்டுள்ளன.

எங்கள் முறையின் எளிமை தற்போதைய தொழில்நுட்பங்களுடன் கிளாசிக்கல் மதிப்பீட்டு வரம்பை மீறும் அளவீட்டு முறையை உருவாக்குவதற்கான பாதையைத் திறக்கிறது” என்று ஆராய்ச்சியாளரும் முதன்மை எழுத்தாளருமான முனைவர் மார்கஸ் ஹிக்காமகி விளக்குகிறார்.

முழுமையான குவாண்டம் வரம்பின் துல்லியம்

இந்த முறை ஒரு அடிப்படை குவாண்டம் அம்சத்தைப் பயன்படுத்துகிறது, அதாவது இரண்டு ஃபோட்டான்களுக்கு இடையிலான குறுக்கீடு, பெரும்பாலும் ஃபோட்டான் கொத்து என்று அழைக்கப்படுகிறது. மிகவும் பொதுவான ஃபோட்டான் ஒரே இயற்பியல் பாதையில் குத்துவதைப் போலல்லாமல், புதிய வகை திட்டம் அதே இடஞ்சார்ந்த கட்டமைப்பிற்குள் இருப்பதற்கு வழிவகுக்கிறது.

“குவாண்டம் குறுக்கீடு இரண்டு ஃபோட்டான்களின் சிக்கலான நிலையில் விளைகிறது. உணரப்பட்ட நிலையின் குவாண்டம் தன்மையின் காரணமாக, சிக்கிய ஃபோட்டான் ஜோடி, ஒரே அளவிலான ஒற்றை வடிவில் பதிக்கப்பட்ட அதே இடஞ்சார்ந்த வடிவத்துடன் ஒப்பிடும்போது சிறந்த அளவீட்டு துல்லியத்தை அளிக்கிறது. ஃபோட்டான்கள் அல்லது லேசர் ஒளி ஒரு எதிர் உள்ளுணர்வு குவாண்டம் பதிலைப் பயன்படுத்தி, முழுமையான குவாண்டம் வரம்பில் அளவீட்டு துல்லியத்தை அடைய முடியும் என்பதை எங்களால் காட்ட முடிந்தது,” என்கிறார் டேம்பேர் பல்கலைக்கழகத்தின் சோதனை குவாண்டம் ஒளியியல் குழுவின் தலைவர் அசோசியேட் பேராசிரியர் ராபர்ட் ஃபிக்லர்.

சுழற்சி அளவீடுகளைத் தவிர, குறுக்கு-இடஞ்சார்ந்த முறைகளுக்கு பல்வேறு வகையான பல்வேறு குவாண்டம் நிலைகளை உருவாக்க இந்த முறை அனுமதிக்கிறது. எனவே, இது பல்வேறு வகையான அமைப்புகளின் அளவீடுகளிலும், ஒளியின் பலபடி ஃபோட்டான் குவாண்டம் நிலைகளின் அடிப்படை சோதனைகளிலும் பயன்படுத்தப்படலாம்.

சுழற்சி மதிப்பீட்டில் உள்ள நன்மையை நிரூபித்த பிறகு, ஆராய்ச்சியாளர்கள் இப்போது கோய் கட்டம் எனப்படும் அலைகளின் மற்றொரு அடிப்படை பண்பின் மீது புதிய வெளிச்சம் போட இந்த முறையைப் பயன்படுத்த திட்டமிட்டுள்ளனர். கூடுதலாக, பல டிகிரி சுதந்திரத்தில் குவாண்டம் மேம்படுத்தப்பட்ட அளவீட்டு திட்டங்களாக அதை எவ்வாறு விரிவாக்கலாம் என்பதை அவர்கள் ஆய்வு செய்கிறார்கள்.

References:

• Chen, Y., Shen, Q., Luo, S., Zhang, L., Chen, Z., & Chen, L. (2022). Entanglement-Assisted Absorption Spectroscopy by Hong-Ou-Mandel Interference. Physical Review Applied, 17(1), 014010.
• D’ambrosio, V., Spagnolo, N., Del Re, L., Slussarenko, S., Li, Y., Kwek, L. C., & Sciarrino, F. (2013). Photonic polarization gears for ultra-sensitive angular measurements. Nature communications, 4(1), 1-8.
• Flamini, F., Spagnolo, N., & Sciarrino, F. (2018). Photonic quantum information processing: a review. Reports on Progress in Physics, 82(1), 016001.