Peneliti Universitas Paderborn telah mengembangkan metode baru untuk menganalisis keadaan kuantum optik dengan deteksi homodyne, yang secara signifikan memajukan teknologi komputasi kuantum. (Konsep Artis). Kredit: SciTechDaily.com
Para peneliti di Universitas Paderborn telah menggunakan metode baru untuk menentukan karakteristik optik, yaitu keadaan kuantum berbasis cahaya. Untuk pertama kalinya, mereka menggunakan yang tertentu foto detektor – perangkat yang dapat mendeteksi partikel cahaya individu – untuk apa yang disebut deteksi homodyne.
Kemampuan untuk mengkarakterisasi keadaan kuantum optik menjadikan metode ini alat penting untuk pemrosesan informasi kuantum. Pengetahuan yang tepat tentang karakteristiknya penting untuk digunakan dalam komputer kuantum, misalnya. Hasilnya kini telah dipublikasikan di jurnal spesialis Optik Kuantum
“Deteksi homodyne adalah metode yang sering digunakan dalam optik kuantum untuk menyelidiki sifat gelombang dari keadaan kuantum optik,” jelas Timon Schapeler dari kelompok kerja Paderborn Mesoscopic Quantum Optics di Departemen Fisika. Bersama dengan Dr Maximilian Protte, dia telah menggunakan metode ini untuk menyelidiki apa yang disebut variabel kontinu keadaan kuantum optik. Ini melibatkan sifat variabel gelombang cahaya. Misalnya, amplitudo atau fase, yaitu perilaku osilasi gelombang, yang antara lain penting untuk manipulasi cahaya yang ditargetkan.
Terobosan dalam Deteksi Foton
Untuk pertama kalinya, para fisikawan menggunakan detektor foton tunggal kawat nano superkonduktor untuk pengukuran – yang saat ini merupakan perangkat tercepat untuk penghitungan foton. Dengan pengaturan eksperimental khusus mereka, kedua ilmuwan telah menunjukkan bahwa detektor homodyne dengan detektor foton tunggal superkonduktor memiliki respons linier terhadap fluks foton masukan. Diterjemahkan, ini berarti bahwa sinyal yang diukur sebanding dengan sinyal input.
“Pada prinsipnya, integrasi detektor foton tunggal superkonduktor memberikan banyak keuntungan dalam bidang variabel kontinu, tidak terkecuali stabilitas fase intrinsik. Sistem ini juga memiliki efisiensi deteksi on-chip hampir 100 persen. Artinya tidak ada partikel yang hilang selama pendeteksian. Hasil kami memungkinkan pengembangan detektor homodyne yang sangat efisien dengan detektor sensitif foton tunggal,” kata Schapeler.
Bekerja dengan variabel cahaya kontinu membuka kemungkinan baru dan menarik dalam pemrosesan informasi kuantum di luar qubit, unit komputasi biasa pada komputer kuantum.
Referensi: “Deteksi homodyne seimbang dengan noise rendah dengan detektor foton tunggal kawat nano superkonduktor” oleh Timon Schapeler, Tim J. Bartley, Maximilian Protte, dan Jan Sperling, 24 Februari 2024, Optik Kuantum.
DOI: doi:10.1364/OPTICAQ.502201
