(Phys.org) - Fysiker har visat att två oberoende utvecklade begrepp - kvantkoherens och ljusets oklassicitet - båda härrör från samma underliggande resurser. Förmågan att förklara till synes distinkta fenomen inom en enda ram har länge varit en uppfyllande strävan inom fysik, och här kan det också ha potentiella tillämpningar för kvantinformationsteknik.

Fysikerna, Kok Chuan Tan, Tyler Volkoff, Hyukjoon Kwon, och Hyunseok Jeong, vid Seoul National University, har publicerat ett papper om sitt arbete i ett nyligen utgåva av Fysiska granskningsbrev .

"Resultaten förenar två välkända men oberoende utvecklade föreställningar inom kvantinformationsteori och kvantoptik:begreppet kvantkoherens som nyligen utvecklades baserat på ramen för kvantresursteorier, och föreställningen om icke -klassicitet av ljus som har fastställts sedan 1960 -talet baserat på kvantteorin om ljus, "Berättade Jeong Phys.org .

Som Jeong förklarade, en viktig fråga i fysiken är hur man ska dra gränsen mellan "kvant" och "klassisk" och hur man kvantifierar graden av "kvant". I deras nya verk, fysikerna utvecklade ett förfarande som kvantifierar mängden koherens i en superposition av sammanhängande tillstånd. Denna information berättar i huvudsak hur "kvant" vs hur "klassisk" dessa tillstånd är, vilket är användbart för många kvantinformationsuppgifter.

I processen att göra detta, forskarna fann att samma resurs som mäter koherens också kan användas för att mäta ljusets oklasslighet. Detta fynd hjälper till att förklara några tidigare observationer, som att både koherens och icke -klassiskt ljus kan omvandlas till kvantinvikling. Som de nya resultaten visar, detta beror på att icke -klassiskt ljus kan tolkas som en form av koherens.

"Jag tycker att det alltid är intressant att tillämpa nya idéer på gamla koncept för att se om vi kan få ytterligare insikt, "Tan sa." I det här fallet, resursteorin om koherens är ett relativt nytt verktyg tillgängligt för samhället medan icke -klassiskt ljus är, jämförelsevis sett, ett mycket äldre koncept från ett moget studieområde. Genom att tillhandahålla en koppling mellan de två begreppen, vår förhoppning är att kunna skapa synergi, där de verktyg och insikter vi får från sammanhang kan användas för att uppnå större insikt i det inklassiska ljusets inre funktioner och vice versa. Till exempel, vårt arbete tyder på att det faktum att både koherens och icke -klassiskt ljus båda kan omvandlas till intrassling inte bara är en slump. "

Han tillade att enandet av dessa två begrepp kan öppna dörrarna för oväntade upptäckter i framtiden.

"Sedan finns det denna idé om enande, "sa han." Parsimony är en dygd när det gäller fysik, så det finns en inneboende överklagande i att ha en enda ram snarare än att behandla saker separat. Vi visar att detta är möjligt, men inte nödvändigtvis enkelt. Det faktum att det finns ett sätt att behandla diskret systemsammanhållning och kontinuerligt icke -klassiskt ljus på lika fot föreslår också metoder för att studera de icke -klassiska effekterna som uppstår från skärningspunkten mellan dessa två regimer. Denna mellanregim kan möjligen leda till nya och intressanta kvantfenomen. "

I framtiden, forskarna planerar att ytterligare undersöka sambandet mellan de två fenomenen, med hopp om att det kan leda till praktiska tillämpningar.

"Tills vidare, vi är fortfarande i ett tidigt skede av att försöka utnyttja denna parallellism mellan koherens och icke -klassiskt ljus, "Tan sa." Det finns några lovande tillämpningar av sammanhållning som kan överföras, med lite bråk förstås, till den kontinuerliga variabeln, kvantljus sida av saker och vice versa som vi tittar på.

"Som tidigare nämnt, vi är också intresserade av att studera regimen där icke -klassiskt ljus interagerar med diskreta system, såsom snurr eller atomer. Detta är en nyckelkomponent i kvantinformations- och kommunikationsteknik där ljus som interagerar med materia är vanligt, så vi hoppas att icke -klassiciteten i denna regim så småningom kan omvandlas till en användbar uppgift. "

© 2017 Phys.org