​​​​​Ein Drehkreuz für Photonen
#Technik #Atome #Einzelphotonen #Glasfaser #Laser #Photonen #Photonik #Physik #Quantentechnologie

Für Quantenanwendungen werden einzelne, regelmäßig eintreffende Photonen benötigt․ Doch ihre Produktion ist bisher aufwändig․ Jetzt haben Physiker eine Methode entwickelt, um aus einem normalen Laserstrahl einzelne Photonen abzuscheiden․ Als „Drehkreuze“ für die Lichtteilchen dienen dabei ultrakalte Cäsium-Atome, die in einer Reihe in einer dünnen Glasfaser gefangen sind․ Die Interaktion des Lichts mit diesen Atomen erzeugt․․․

​​​​​Physiker entwickeln „Quanten-Modem“
#Technik #Glasfaser #Photonen #Physik #QuantenInternet #QuantenModem #Quantencomputer #Quantensprung #Quantenzustand #Qubit

„Übersetzer“ zwischen Qubits und Photonen: Deutsche Physiker haben eine Vorstufe zu einem neuartigen Quanten-Modem entwickelt – einem Bauteil, das Information von einem Quantencomputer in das Glasfasernetz schickt, ohne deren Quanteneigenschaften zu zerstören․ In ersten Tests erwies sich das Bauteil aus Erbiumatomen in einem Silikatkristall bereits als effizienter „Übersetzer“, wie die Forscher berichten․ Quantencomputer und das․․․

​​​​​Quantencomputer: China vor Google?
#Technik #BosonenProbe #China #Google #Photonen #Photonik #QuantenSupremat #Quantencomputer #Quantensimulator #Quantensystem

Rechenarbeit von 2,5 Milliarden Jahren in 200 Sekunden: Ein chinesischer Quantensimulator könnte erstmals eindeutig die Überlegenheit der Quanten über klassische Rechner demonstriert haben․ Das optische Quantensystem ermittelte die Verteilung von Photonen in der sogenannten Gaußschen Bosonen-Probe – eine für Supercomputer nahezu unlösbare Aufgabe․ Damit könnte dieses System weit deutlicher als jüngst Google das Supremat der․․․

​​​​​Wie dunkel ist das Weltall?
#Kosmos #Astronomie #Galaxien #Hintergrundleuchten #Hintergrundstrahlung #NewHorizons #Photonen #Sternenlicht

Diffuses Leuchten: Der Kosmos könnte dunkler und galaxienärmer sein als bislang gedacht․ Darauf deuten Messungen des optischen Hintergrundleuchtens mit der Raumsonde New Horizons hin․ Weil sie jenseits des Pluto ihren Bahn zieht, kann sie den Himmel ohne Lichtverschmutzung beobachten․ Ihren Messungen nach ist das All zehnmal dunkler als angenommen․ Statt rund zwei Billionen Galaxien könnte․․․

​​​​​Ein neuer Zustand des Lichts
#Technik #BoseEinsteinKondensat #Laser #Licht #Lichtteilchen #Phasenübergang #Photonen #Physik

Forscher haben einen neuen „Aggregatzustand“ des Lichts entdeckt – einen zuvor unbekannten Phasenübergang in einem Bose-Einstein-Kondensat aus Photonen․ Bei diesem bilden tausende Lichtteilchen eine Art „Super-Photon“ aus koordiniert und einheitlich reagierenden Photonen․ Dieses Gebilde kann unter bestimmten Bedingungen in einen neuen, „überdämpften Zustand“ übergehen, wie nun ein in „Science“ beschriebenes Experiment erstmals belegt․ Normalerweise sind․․․

​​​​​Erste deutsche Quanten-Videokonferenz
#Technik #Photonen #Quantenkommunikation #Quantenkryptografie #Quantenschlüssel #Videokonferenz

Deutsche Premiere: Erstmals haben zwei deutsche Bundesbehörden eine Quanten-Videokonferenz abgehalten – die übertragenen Daten waren quantenphysikalisch verschlüsselt․ Als Schlüssel dienten dabei verschränkte Photonen, die mittels Laserstrahl und Glasfaser zwischen dem Bundesforschungsministerium und dem 300 Meter entfernten Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) ausgetauscht wurden․ Diese im Rahmen des Projekts QuNET entwickelte Technologie soll die․․․

​​​​​Quanten-Übertragung wird robuster und schneller
#Technik #Photonen #QuantenÜbertragung #Quantenkommunikation #Quantenkryptografie #Quantenphysik #verschränkt #Verschränkung

Acht statt zwei: Forscher haben einen Weg gefunden, Quantenübertragungen robuster und leistungsfähiger zu machen․ Dafür verschränken sie die informationstragenden Photonen über acht räumliche Zustände, statt nur zwei Polarisationsrichtungen zur Kodierung zu nutzen․ Der Vorteil: Die Photonen mit den höherdimensional verschränkten Quantenzuständen können mehr Informationen transportieren und sind unempfindlicher gegenüber Störeffekten, wie die Physiker berichten․ Die․․․

​​​​​Erstes adaptives Quanten-LAN
#Technik #LAN #Photonen #QuantenInternet #QuantenNetzwerk #QuantenÜbertragung #Quantenkommunikation #Verschränkung

Flexibles Quanten-Netzwerk: US-Forscher haben erstmals ein adaptives Lokales Netzwerk auf Quantenbasis realisiert․ Das auf verschränkten Photonen basierende QLAN verbindet nicht nur drei Gebäude und ermöglicht bis zu 200 Nutzern den abhörsicheren Informationsaustauch․ Eine Wellenlängen-selektive Weiche (Switch) erlaubt auch eine flexible Zuteilung von Bandbreiten und Wellenlängen, ohne die Quantenverbindung zu zerstören․ Die Quantenkommunikation gilt als vielversprechende,․․․

​​​​​Ein Quantengas aus Licht
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Physiker haben Licht in einen Zustand gezwungen, der sonst nur von Materieteilchen bekannt ist․ Sie komprimierten in einer Box gefangene Photonen, bis sich diese wie Atome verhielten – sie bildeten ein Quantengas, dessen Druckwiderstand mit der Photonendichte zunahm․ Bei noch höherem Druck ging das Photonengas jedoch in einen Zustand der Quanten-Entartung über, der den Widerstand․․․

​​​​​Laserstrahlen zur Interaktion gebracht
#Physik #Elektron #Laserstrahlen #Licht #nichtlineareOptik #Photonen #Wechselwirkung #WEllenmischung

Lichtstrahlen reagieren normalerweise nicht aufeinander – es sei denn, man kreuzt sie in speziellen Kristallen․ Damit ist es nun Forschenden gelungen, Infrarot- und Röntgenstrahlen zu einer neuartigen Wechselwirkung zu bringen․ Dabei übertragen zwei Infrarot-Photonen ihre Energie auf ein Röntgenphoton und lösen dabei einen sonst „verbotenen“ Elektronensprung im kristallinen Material aus․ Dieser „Vier-Wellen-Mischprozess“ bietet neue Einblicke․․․

​​​​​Atomverschränkung über 33 Kilometer Glasfaser
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Neuer Rekord: Physikern ist es erstmals gelungen, Atome über 33 Kilometer Glasfaser zu verschränken․ Das Besondere daran: Die Verschränkung wurde auf Photonen übertragen, die erst in Telekommunikationsfrequenzen konvertiert und dann durch eine normale Glasfaserleitung verschickt wurden․ Für eine solche Quantenkommunikation ist dies ein neuer Entfernungsrekord – und ein wichtiger Schritt auf dem Weg zum Quanten-Internet,․․․

​​​​​Verschränkte Photonen in Serie
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Physikern ist es erstmals gelungen, eine Serie von 14 nacheinander emittierten Photonen auf definierte Weise miteinander zu verschränken – mehr als jemals zuvor․ Möglich wurde dies, weil alle Photonen aus demselben angeregten Atom stammten․ Dessen Quantenzustände waren kontrolliert einstellbar und damit auch die Merkmale der miteinander verschränkten Photonen, wie das Team in „Nature“ berichtet․ Diese․․․

​​​​​Licht mit negativer absoluter Temperatur
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Es klingt paradox, ist aber physikalisch solide: Physiker haben Licht so manipuliert, dass es sich wie ein Gas bei negativer absoluter Temperatur verhält․ Diese herrscht nach der Boltzmann-Verteilung dann, wenn die Mehrheit der Teilchen maximale Energiezustände einnehmen․ Das Teilchenensemble ist damit heißer als heiß und die eigentlich unendliche Temperaturskala springt auf negative Werte․ Das klingt․․․

​​​​​Erster Mikrochip mit eigener Quantenquelle
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Alles auf einem Chip: Physiker haben erstmals einen Quantenchip entwickelt, der seine eigene Quantenlichtquelle besitzt – er kann verschränkte Photonen ohne externe Laserquelle erzeugen․ Möglich wird dies durch einen Quantenpunkt-Laser aus Indiumphosphid, dessen Photonen spezielle Filter aus ringförmigen Wellenleitern durchlaufen․ Dies blockiert Störrauschen und sorgt für die Verschränkung․ Die neue Technik könnte photonische Quantenprozessoren kleiner,․․․

​​​​​Ein Photon rein, zwei Elektronen raus
#Energie #Physik #Anregung #Elektronen #Excitonen #Halbleiter #Photonen #Photovoltaik #Solarenergie #Solarzelle

Doppelter Strom aus Licht: Künftige Solarzellen könnten effizienter werden, wenn sie Halbleiter mit Excitonenspaltung nutzen – Materialien, in denen jedes einfallende Photon nicht ein, sondern gleich zwei Elektronen freisetzt․ Wie diese Anregungsverdopplung abläuft, haben Physiker jetzt erstmals mithilfe einer neuen Methode eingefangen․ Sie enthüllt, dass die beiden Elektronen nacheinander angeregt werden und nicht gleichzeitig․ Diess․․․

​​​​​Atome können doch zwei Photonen gleichzeitig emittieren
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Neue Sicht auf Licht-Materie-Wechselwirkung: Entgegen gängiger Annahme können angeregte Atome beim Fluoreszieren mehr als nur ein Photon auf einmal abgeben, wie ein Experiment belegt․ Dieses wies erstmals Paare gleichzeitig emittierter Lichtteilchen bei einem fluoreszierenden Atom nach․ Dies wirft ein buchstäblich neues Licht auf diese Reaktion von Atomen auf Laserlicht und könnte praktischen Nutzen für die․․․

​​​​​Wieso kann man mit Lasern kühlen?
#Physik #Videos #Atome #Bewegungsenergie #Laser #Laserkühlung #NullpunktTemperatur #Photonen #Wärmeenergie

Physiker Axel Görlitz von der Heinrich-Heine-Universität-Düsseldorf erklärt die Laserkühlung․ © scinexx Es erscheint paradox: Ausgerechnet die Bestrahlung mit Laserlicht soll Atome und Moleküle abkühlen können? Doch genau das macht die Laserkühlung – sie ist die gängigste Methode, um Teilchen beispielsweise für quantenphysikalische Experimente oder die Suche nach neuen, exotischen Materiezuständen auf Temperaturen nahe des absoluten․․․