Ter illustratie. Screenshot YouTube
Natuurkundigen van de Ben-Gurion Universiteit van de Negev zijn de eersten die proberen de eigenschappen van chaos te begrijpen door middel van een kwantumchip. Ze schakelden polaritonen in op een chip om chaos te simuleren en konden bepaalde correlaties voorspellen die op chaos duiden.
Hun bevindingen werden vorige maand gepubliceerd in het prestigieuze peer-reviewed tijdschrift Quantum Information, onderdeel van de Nature-groep.
Prof. Eytan Grosfeld en postdoctoraal onderzoeker Dr. Daniel Dahan van de afdeling Natuurkunde aan de Ben-Gurion Universiteit, samen met Dr. Geva Arwas (alumnus van de afdeling natuurkunde, momenteel postdoctoraal onderzoeker in Parijs), hebben aangetoond dat licht gevangen in microholten op een ring kan onverwacht gedrag onthullen wanneer chiraal licht in de microholten wordt geïnjecteerd.
De fotonen, de lichtdeeltjes, gedragen zich volgens de wetten van de kwantummechanica; de onderzoekers berekenden en volgden de kwantumtrajecten van het aantal fotonen (zie figuur) in de microholtes. Ze ontdekten dat hun gedrag onder bepaalde omstandigheden chaotisch wordt: een gedrag dat zo onvoorspelbaar is dat het volledig willekeurig lijkt vanwege de hoge gevoeligheid voor kleine veranderingen in de beginomstandigheden. Desondanks voorspelden ze dat bepaalde correlaties tussen de emissie van fotonen bij de verschillende microholtes zouden wijzen op het chaotische gedrag.
"Voor zover wij weten, zijn wij de eersten die suggereren dat solid-state kwantumsimulators op basis van polaritons bepaalde soorten chaos zouden kunnen simuleren waar de regels erg moeilijk te bepalen zijn. Polaritonen bestaan uit fotonen en solid-state excitonen. De solid-state chip bindt de fotonen en genereert er een reactie van, die we gebruiken in onze simulaties", legt prof. Grosfeld uit.
Het onderzoek werd uitgevoerd als onderdeel van het QuantERA consortium, het vlaggenschiponderzoeksprogramma van de EU dat probeert kwantumonderzoek om te zetten in kwantumtechnologieën. Andere partners in het consortium zijn de University of Oxford, University College London, The University of Sheffield in het VK, CNRS-C2N in Parijs, het Institute of Physics in Warschau en het Paul Drude Institute in Berlijn.
Dit onderzoek werd aanvankelijk gefinancierd door de Israel Science Foundation-beurs 1626/16 en zal worden ondersteund door de Israel Innovation Authority in het kader van het Kamin programma als onderdeel van het QuantERA project InterPol dankzij BGN Technologies, het technologieoverdrachtbedrijf van de universiteit.
