En enkelt foton skudt ud i rummet og returneret fra satellit

Italienske og østrigske forskere har sendt en enkelt foton med et særligt spin ud i rummet og tilbage til Jorden via en satellit. Næste skridt er kvantekrypteringsnøgler.

Italienske og østrigske forskere fra universitetet i Padova og fra Academy of Sciences i Wien har sendt en enkelt genkendelig foton gennem rummet til en satellit og returneret den samme foton til Jorden.

Der er tale om en Lageos-satellit, som er beregnet til at reflektere laserlys fra Jorden. Derved kan afstande og tektoniske bevægelser beregnes med stor præcision. Dem findes der flere af. Den aktuelle satellit var den japanske Ajisai Satellite.

Fotonen fik inden afsendelsen et bestemt atomspin, der gjorde, at den kunne genkendes, når den kom tilbage. Den blev afsendt fra og modtaget i MLRO (Matera Laser Ranging Observatory) ved det italienske Space Agency. Forskningsresultatet er offentliggjort i New Journal of Physics, 28. marts.

LAGEOS-satellitter har reflekterende spejle, som reflekterer laserlys tilbage til Jorden.
Kvantekanalen: En del af laserlyset rammer Lageos-satellitten og reflekteres tilbage til Jorden. Inden for et afgrænset område på Jorden kan dele af fotonerne modtages.

En af forskerne er Anton Zeilinger, som løb med tidsskriftets årlige forskningspris, The Newton Medal. Han siger i en artikel:

»Vi har nået et vigtigt eksperimentelt resultat mod at realisere en kvantekommunikationskanal, og vi har vist, hvordan man indstiller en almindelig afstandslaser til formålet.«

Næste skridt i forskningen bliver at sende og modtage ubrydelige kvantekrypteringsnøgler fra en sender i rummet. Det projekt har allerede fået penge fra det italienske rumforskningsagentur.

Dokumentation

Abstrakt fra forskningsmagasinet New Journal of Plysics
Artikel fra IOP-news
Selve forskningsrapporten

Kommentarer (8)

"Fotonen fik inden afsendelsen et bestemt atomspin, der gjorde, at den kunne genkendes, når den kom tilbage."

Jeg kunne godt tænke mig at høre hvordan en foton, der jo regnes for en partikkel, kan gives "atomspind", noget som navnet siger kun atomer har.

Hvis en foton er en partikkel, oven i købet uden masse, kan jeg ikke se hvordan den kan genkendes. Partikkelegenskaben må derfor være en "sekundær" (tilsyneladende) effekt, en analogi, idet både en partikkel og en bølge kan afgive energi i form af en impuls til en anden partikkel. Derimod vil en bølgepakke kunne genkendes.

Hvad ER det så der genkendes, fasespring og frekvens?

Derudover, hvornår ved jeg, at jeg KUN hat 1 styk foton "i hånden", hverken mere eller mindre ?

På forhånd tak for et godt svar !

venligst Berndt

  • 0
  • 0

Tror at det har noget at gøre med et ormehul, som beskrevet i Stephen Hawkings "A brief history of time", som gør det muligt, at kun fotoner med et atomspind med radius på 1,609 Ångstrøm kan slippe igennem. Dette ormehul er kun tilgængeligt 1 gang for hvert omløb af Jorden om solen, og er typisk åbent i starten af årets 4. måned.

  • 0
  • 0

Når man i kvantemekanikken beskriver en tilstand for et foton bruger man dens polarisation. Når man udsender fotonen har man således en superposition af vertikal og horisontal polarisation. Dette er ækvivalent med spin op og ned for en elektron, og man kan derfor på bruge dette på samme vis i en kvantecomputer.

Omkring artiklen:
Citat: "In our experiment an arbitrary polarization state of the photons cannot be preserved, due to
multiple reflections along the optical path as well as the backreflection by the satellite [18]. Only
a dedicated source, with active polarization tracking and control would allow the polarization
state of the transmitted photons to be used for quantum communication purposes."

Det er med andre ord ikke rigtigt, som det står i nyheden, at de har sendt en tilstand. Det de beskriver i artiklen er at de har sendt og modtaget protoner, men hvor man vil kunne bruge teknologien til at sende informationer i en fremtiden. Altså sende fotoner med en superposition af horisontal og vertikal polarisering.

Der er en fin beskrivelse af kvantemekanikken bag på wikipedia:
http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_telep...

  • 0
  • 0

Keld Lundgaard:

Det de beskriver i artiklen er at de har sendt og modtaget protoner,

Hej Keld Lundgaard!

Hvis ellers protoner er en skrivefejl og du reelt mener fotoner? Så er vi enige, og det er således spinnet som afgør om man returnere (registrer) samme foton!?

(Det er ligeledes spinnet som afgør om man kan observere quantum entanglement!)

  • Dét sq også skide spændende!!!! :-))
  • 0
  • 0

I hvert fald er det jo forunderligt, hvad man kan den dag. Måske kunne man også - med erfaringer fra blårfremstilling - få nogle fed billig entanglement til at holde styr på den. Så var den jo hjemme (selvom den er ude).

  • 0
  • 0

Hvis ellers protoner er en skrivefejl og du reelt mener fotoner? Så er vi enige, og det er således spinnet som afgør om man returnere (registrer) samme foton!? (Det er ligeledes spinnet som afgør om man kan observere quantum entanglement!)

Ja det var en typo: protoner -> fotoner.

Som jeg skriver kan man bruge polariseringen bølgen i stedet for at spinnet, da et foton ikke har noget spin. Man registere så hvilken polarisering fotonen man modtager har ved at kører den igennem en spalte åbning |||.

  • 0
  • 0