Fysici aan de Universiteit van Glasgow in Schotland zijn erin geslaagd kwantumverstrengeling in beeld te brengen. Dat fenomeen is gekend onder de naam Bell entanglement. De resultaten werden gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances.
De natuurkundigen hebben een systeem ontwikkeld dat een stroom verstrengelde fotonen uit een kwantumbron van licht afvuurt op niet-conventionele objecten. Deze veranderen de fase van de fotonen tijdens het passeren, aldus The Register.
Fotonen zijn elementaire deeltjes uit het standaardmodel van de deeltjesfysica. Ze hebben geen rustmassa en bewegen zich in vacuüm met de lichtsnelheid voort. Licht en alle andere elektromagnetische straling bestaat uit fotonen. Het foton is het ijkboson dat de elektromagnetische kracht draagt, een boson dat fungeert als drager van één van de fundamentele natuurkrachten.
Detecteren enkelvoudige fotonen
De onderzoekers zetten vervolgens een supergevoelige camera op die in staat is enkelvoudige fotonen te detecteren. De camera maakte alleen een foto, wanneer het zowel het foton als de verstrengelde ’tweeling’ ervan zou zien. Iets wat een zichtbaar record van verstrengeling zou creëren.
“Het beeld dat we hebben weten vast te leggen, is een elegante demonstratie van een fundamentele eigenschap van de natuur. Voor het eerst te zien in de vorm van een afbeelding. Het is een opwindend resultaat dat kan worden gebruikt om het opkomende gebied van kwantum computing te bevorderen. Bovendie kan het tot nieuwe vormen van beeldvorming leiden”, zegt Paul-Antoine Moreau van de School of Physics and Astronomy van de Universiteit van Glasgow.
Albert Einstein
Albert Einstein omschreef kwantumverstrengeling als een ‘spookachtige actie op afstand’. Het is een proces waarbij twee of meer deeltjes worden gemaakt die bepaalde fysieke eigenschappen vertonen. Een verandering in één deeltje zal de eigenschappen van de ander onmiddellijk veranderen, zelfs als ze honderden kilometers van elkaar gescheiden zijn. Kwantumverstrengeling zou eigenlijk niet mogelijk moeten zijn. Het is dan ook een van de redenen waarom wetenschappers het zo uitdagend vinden om Einsteins algemene relativiteitstheorie en kwantummechanica met elkaar te verzoenen.
Kwantumverstrengeling zou in de toekomst gebruikt kunnen worden om informatie te verzenden die is gecodeerd in qubits. Dit zijn basiseenheden van kwantuminformatie die één, nul of allebei tegelijk kunnen overbrengen.
Bell entanglement
Bell entanglement is genoemd naar John Stewart Bell. De auteur van Bell’s Theorem, waarin beschreven wordt hoe lokale verborgen variabelen worden uitgesloten als een uitvoerbare verklaring van de kwantummechanica. Hij formaliseerde het concept van kwantumverstrengeling en stond bekend als criticus van Einstein’s principe van lokaal realisme, een aanname dat niets sneller kan bewegen dan de snelheid van licht. Bovendien veronderstelt lokaal realisme ook dat een deeltje objectief een reeds bestaande waarde moet hebben om gemeten te kunnen worden.
Lees ook: Onderzoekers tackelen onvoorspelbaarheid van kwantumcomputers