Međunarodni tim je u radu objavljenom u Science Advances eksperimentalno generisao fotone koji se mogu opisati u 37 dimenzionalnih modova, proširujući GHZ-paradoks na visokodimenzionalni režim. Istraživanje koristi koherentnu svetlost kontrolisanu po boji i talasnoj dužini kako bi enkodovalo i manipulisalo tim stanjima. Rezultati pokazuju izražene neklasične kvantne efekte i otvaraju mogućnosti za primene u visokedimenzionalnoj kvantnoj komunikaciji, kriptografiji i procesiranju informacija.
Foton U 37 Dimenzija — Eksperiment Koji Proširuje GHZ Paradoks
This Experiment Created Light in 37 DimensionsSAKKMESTERKE/SCIENCE PHOTO LIBRARY - Getty Images
Međunarodni tim naučnika objavio je eksperiment u kojem su stvorili fotone koji se mogu opisati u 37 nezavisnih dimenzionalnih modova, pomerivši granice Greenberger–Horne–Zeilinger (GHZ) paradoksa i demonstrirajući izuzetno neklasične kvantne efekte.
Šta je GHZ paradoks? Greenberger–Horne–Zeilinger paradoks je teorijski dokaz koji jasno razdvaja kvantnu mehaniku od klasičnih lokalnih opisa stvarnosti: postavlja situacije u kojima pretpostavka da su čestice pod uticajem samo neposrednog okruženja dovodi do matematičkih kontradikcija (u literaturi se ponekad ilustruje i ekstremni primer „1 = -1“ kao paradoksalni zaključak).
Autori rada objavljenog u Science Advances odlučili su da testiraju koliko daleko se ovaj tip neklasičnosti može proširiti. Umesto uobičajenih niskodimenzionalnih sistema, tim je radio sa koherentnom svetlošću i modulacijom po boji i talasnoj dužini kako bi enkodovao i manipulisao fotonima u velikom broju ortogonalnih modova — u ovom slučaju 37.
„Ovaj eksperiment pokazuje da je kvantna fizika neklasičnija nego što su mnogi od nas mislili,“ rekao je Zhenghao Liu (Technical University of Denmark), koautor studije, za New Scientist. „Možda, čak i 100 godina nakon njenog otkrića, tek vidimo vrh ledenog brega.“
Reč je o tehnički zahtevnom poduhvatu: istraživači su morali da implementiraju varijantu GHZ-paradoksa unutar koherentne svetlosti kontrolisane preko spektralnih i modulacionih svojstava (boja i talasna dužina), čime su mogli da generišu i testiraju superpozicije i korelacije u čak 37 dimenzionalnih modova.
Preliminarni rezultati sugerišu da su postignuti najizraženiji neklasični efekti te vrste do danas, što otvara nekoliko pravaca za buduća istraživanja. Visokedimenzionalni kvantni sistemi potencijalno mogu da donesu povećane kapacitete za kvantnu komunikaciju, robusniju kriptografiju i efikasnije protokole za procesiranje kvantnih informacija.
Autori naglašavaju da je ovo korak dalje u ispitivanju osnovnih granica kvantne mehanike i da dalji rad može da preraste u praktične primene: „Nadamo se da naši nalazi mogu da se iskoriste za izgradnju još jačih kvantnih prednosti u visokedimenzionalnim sistemima.“
Zašto je ovo važno? Demonstracija višedimenzionalnih kvantnih stanja u eksperimentu pojačava naše razumevanje kvantne nelokalnosti i pokazuje da se kvantne prednosti mogu dodatno proširiti izvan uobičajenih dvo- ili tro-dimenzionalnih kodiranja. To ima potencijalne implikacije za brže i sigurnije kvantne komunikacione kanale i naprednije kvantne algoritme.
Pomozite nam da budemo bolji.
