Şu anda optik alanda, Yapılandırılmış ışık olarak bilinen hızla gelişen bir alan vardır. Adından da anlaşılacağı gibi, geniş bir görüş alanının daha küçük, daha kompakt, daha odaklanmış görüntüsünü, genlik ve faz ve polarizasyon, kesme, kesme vb. Işık, yeni bir yüksek bant genişliği iletişimi olarak paketlenebilir. Bir terzi gibi, düz kumaşları farklı desen ve tiplerde keserek.
Yapılandırılmış ışık teknolojide giderek daha fazla kullanılmaktadır. Örneğin, polisler 3D sahnelerde parmak izlerini fotoğraflamak için yapılandırılmış ışık kullanırlar. Daha önce parmak izi çıkarmak için bant kullanırken, şimdi bir kamera kullanabilirler ve dijital olarak parmak izlerini ezebilirler, bu da kimlik belirleme işleminin memur olay yerinden ayrılmadan önce başlamasını sağlar. Aşağıdaki görüntüde yüzey kontrolü için tasarlanmış yapılandırılmış bir ışık deseni ve bir kamera ve robotun kaynakları otomatik olarak izlemesini sağlayan yapılandırılmış bir lazer ışık kaynağı ile donatılmış bir ark kaynak robotu göstermektedir (aşağıda).
Yapılandırılmış ışık teknolojide giderek daha fazla kullanılmaktadır. Örneğin, polisler 3D sahnelerde parmak izlerini fotoğraflamak için yapılandırılmış ışık kullanırlar. Daha önce parmak izi çıkarmak için bant kullanırken, şimdi bir kamera kullanabilirler ve dijital olarak parmak izlerini ezebilirler, bu da kimlik belirleme işleminin memur olay yerinden ayrılmadan önce başlamasını sağlar. Aşağıdaki görüntüde yüzey incelemesi için tasarlanmış yapılandırılmış bir ışık deseni (sağ üst) ve bir kamera ve robotun kaynakları otomatik olarak izlemesini sağlayan yapılandırılmış bir lazer ışık kaynağı ile donatılmış bir ark kaynak robotu (sol altta) göstermektedir.
Soru şu ki, bu ışığın durumu nasıl oluşturulur ve kontrol edilir ve sınırına ne kadar itilebilir? Bu eyaletin ışığını oluşturmak için ana araç lazerlerden gelir, ancak gerekli özel lazerin karmaşıklığı zorlandığı için, özelleştirilmiş geometriler ve / veya elemanlar genellikle gereklidir. Sadece iki boyutlu desen ve polarizasyon paradigmaları kullanılır, bu da 1 ve 0'ın kübitlerini taklit eden iki boyutlu klasik dolanık ışığa erişim anlamına gelir.
Şimdi, Çin ve Güney Afrika'daki bilim adamları, yakın zamanda Nature-Light dergisinde bir makale yayınladılar. Lazerlerden rastgele boyutsal kuantum sınıfı klasik ışık yarattıklarını basit ve doğrudan bildirdiler. İlk kez, çoğu üniversite öğretim laboratuvarında bulunan çok basit lazerler, sekiz boyutlu klasik dolaşmış ışığı görüntülemek için kullanılır. Daha sonra, araştırma ekibi bu kuantum benzeri ışığı manipüle etmeye ve kontrol etmeye devam etti, böylece ilk klasik dolaşmış greenberg-horn-zerlinger (GHZ) durumunu yarattı, tanınmış bir yüksek boyutlu kuantum durumları kümesi.
Şekilde gösterildiği gibi, sadece iki standart aynadan oluşan basit bir lazer, iki boyutlu Bell durumunun popüler örneğinden farklı olan, sanatın bir durumunu yansıtan yüksek boyutlu klasik dolaşmış ışık üretmek için kullanılır.
Bu araştırma projesinin direktörü Profesör Forbes şunları söyledi: "Sadece böyle garip bir ışık durumu yaratmakla kalmayıp, aynı zamanda ışık kaynaklarının hayal edebileceğiniz kadar basit olduğunu, sadece birkaç kriter gerektiğini belirtmek gerekir." Yani, insanlar anahtar "ekstra" özgürlük derecelerinin onları tanımlamak için sadece yeni bir matematiksel çerçeve gerektirdiğinin farkına varırlar. Bu yöntem, lazer tarafından üretilen dalga benzeri ışınları etiketleyerek ve daha sonra mekansal bir ışık modülatörü ile dışarıdan kontrol ederek herhangi bir kuantum durumunun oluşmasını sağlar. Bir anlamda, lazer istenen boyutu üretirken, sonraki modülasyon ve kontrol sonuçları istenen bir duruma sokmaktadır. Bunu kanıtlamak için araştırmacılar, sekiz boyutlu bir uzaya yayılan tüm GHZ durumlarını ürettiler.
Geçmişte hiç kimse bu yüksek boyutlu klasik dolanık ışığı yaratmamıştır, bu nedenle araştırmacıların yüksek boyutlu kuantum durumlarının tomografi teknolojisini klasik ışık analoglarına uygun bir dil ve teknolojiye dönüştürmek için yeni bir ölçüm yöntemi icat etmeleri gerekir. Sonuç, klasik dolanık ışığın yeni bir tomografisidir ve kuantum benzeri korelasyonunu standart iki boyutlunun ötesinde ortaya çıkarır.
Bu çalışma, kuantum benzeri özelliklere sahip yüksek boyutlu klasik ışık oluşturmak ve kontrol etmek için güçlü bir yol sağlar, kuantum metrolojisi, kuantum hata düzeltme ve optik iletişimde heyecan verici uygulamaların önünü açmakta ve kuantum mekaniğini heyecanlandıracak temel araştırmalar için çok daha çok yönlü parlak klasik ışık sağlamaktadır.
