520 x gelezenReageer
Onderzoekers verzenden 10 bit informatie met één foton
Onderzoekers verzenden 10 bit informatie met één foton
3 februari 2017

Onderzoekers van onderzoeksinstituut MESA+ (Universiteit Twente) zijn erin geslaagd om ruim 10 bit informatie te versturen met één enkel foton. Een foton ('lichtdeeltje') is een verschijningsvorm van elektromagnetische straling. De kennis uit het onderzoek kan toegepast worden om de veiligheid en de snelheid van kwantumcommunicatie te verbeteren. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Optics Express.

 

Op de vraag ‘hoeveel informatie kun je met één foton versturen?’, zullen de meeste wetenschappers antwoorden één bit (een 1 of een 0). Theoretisch is er echter geen limiet aan de hoeveelheid informatie die je met een foton kan versturen. Wel zijn er veel praktische redenen die de hoeveelheid informatie per foton beperken. Onderzoekers van de UT zijn er, met een vernieuwende methode, in geslaagd 10,5 bit informatie met een enkel lichtdeeltje te versturen.

 

Prof. dr. Pepijn Pinkse, een van de betrokken onderzoekers, legt in een persbericht uit hoe het systeem werkt. “Je kunt het vergelijken met een laserpointer waarmee je op een letterbord schijnt. De letter waar je op schijnt is de informatie die het licht van de laserpointer bevat. Het aantal letters op het letterbord bepaalt de hoeveelheid informatie die je met het licht kunt verzenden.” 

 

Belangrijkste verschil is dat Pinkse en collega’s een alfabet van 9072 tekens creëerden, en ze – in tegenstelling tot een laserpointer – de informatie met één enkel foton verstuurden. En dat laatste is waar de uitdaging van het onderzoek lag: het detecteren van individuele fotonen (single foton detection). Ruis – willekeurige fotonen – kan namelijk de meting verstoren. 

 

Om ruis te voorkomen bedachten de onderzoekers een list. Ze maakten gebruik van het feit dat individuele blauwe fotonen uiteen kunnen vallen in precies twee rode fotonen. De onderzoekers zorgden dat het eerste foton een seintje aan de detector (vergelijkbaar met een digitale camera) gaf, zodat deze zeer kort open ging. Het tweede foton werd met een spiegel op de juiste letter van het kunstmatige alfabet gericht. Ze lieten dit foton echter een kleine omweg maken, waardoor die precies bij het juiste teken aankwam als de camera open ging. Doordat de detector alleen op dat moment fotonen door kan laten, konden de onderzoekers op deze manier ruis voorkomen.

 

Wat praktisch gezien de maximale hoeveelheid is die je met één foton kunt versturen, is moeilijk te zeggen volgens Pinkse. “Er geen theoretisch maximum aan de hoeveelheid informatie die je kunt verzenden met behulp van onze methode; de hoeveelheid informatie is afhankelijk van hoe groot het alfabet is dat je creëert. Maar, zelfs als je een alfabet zou maken dat evenveel tekens bevat als het aantal atomen in het universum, dan zou je maximaal 270 bit met één foton kunnen versturen.”

 

Als belangrijkste doel van het onderzoek noemt Pinkse, die in het verleden naam gemaakt heeft met een methode om een onkraakbare creditcard te ontwikkelen, kwantumcommunicatie naar een hoger plan te tillen. “Hoe meer informatie je met een foton kunt versturen, hoe veiliger en sneller je kwantumcommunicatie kunt maken.”

 

Het onderzoek is uitgevoerd door Tristan Tentrup, Thomas Hummel, Tom Wolterink, Ravitej Uppu, Allard Mosk en Pepijn Pinkse van de vakgroepen Complex Photonic Systems (COPS) en Laser Physics and Nonlinear Optics (LPNO) van UT-onderzoeksinstituut MESA+. Het onderzoek is financieel mede mogelijk gemaakt door de Europese Unie en FOM.

Reageren

*verplichte velden
 
  • writemyessay

    Feb 6, 2017, 14:58

    Oh yes, I have heard news on TV that the MESA scientists in close cooperation with University of Twente have managed to send more than 10 bit information with a single photon. No one can prove how a photon appears in electromagnetic radiation.But for now, the knowledge they own now can be applied for further improvements of safety and the velocity of quantum communication. I believe it is great start!

  • paypal money generator

    Feb 8, 2017, 14:35

    We have been just looking for that thing online.

  • natural remedy for hemorrhoids

    Feb 12, 2017, 17:49

    Hi! Thanks for the great information you have provided! You have touched on crucuial points!

  • sinusitis treatment

    Feb 13, 2017, 14:23

    I think this is a really good article. You make this information interesting and engaging. You give readers a lot to think about and I appreciate that kind of writing.

  • pure pheromones for men

    Feb 14, 2017, 09:15

    Wow what a Great Information about World Day its very nice informative post. thanks for the post.

  • contractor marietta ga

    Feb 14, 2017, 11:37

    I was perusing your article and thought about whether you had considered making a digital book on this subject. You're composing would offer it quick. You have a great deal of composing ability.

  • pure pheromones for men

    Feb 14, 2017, 17:40

    Thank you for taking the time to publish this information very useful!

  • natural gout treatment

    Feb 16, 2017, 08:20

    I have not any word to appreciate this post.....Really i am impressed from this post....the person who create this post it was a great human..thanks for shared this with us.

  • BMI CALCULATOR

    Feb 16, 2017, 12:24

    I am glad to read this article! Thanks to the author!

  • treating ibs naturally

    Feb 16, 2017, 12:50

    Your article has piqued a lot of positive interest. I can see why since you have done such a good job of making it interesting.

  • mobdro for windows 10

    Feb 17, 2017, 10:15

    Download Mobdro for PC or Computer easily with the guide given here. Mobdro on PC Download is very easy to install.

  • Shubham

    Feb 17, 2017, 12:46

    <a href="http://happyeasterimages.info/">what does easter mean</a> <a href="http://happyeasterimages.info/easter-crafts.html">easter crafts to</a> <a href="http://happyeasterimages.info/when-is-easter.html">when is easter weekend</a> <a href="http://happyeasterimages.info/easter-coloring-pages.html">easter bible coloring pages</a> <a href="http://happyeasterimages.info/happy-easter-pictures.html">easter family pictures</a>

  • Steve

    Feb 17, 2017, 13:03

    Many students are facing problems with academic writing tasks, and if you are having any problem with your writing task then ask experts today http://apexessays.com/.

  • pheromone cologne

    Feb 19, 2017, 07:57

    I can set up my new idea from this post. It gives in depth information. Thanks for this valuable information for all,..

  • hemroid pictures

    Feb 19, 2017, 17:21

    Great Information sharing .. I am very happy to read this article .. thanks for giving us go through info.Fantastic nice. I appreciate this post.

  • 192.168.1.254

    Feb 20, 2017, 12:52

    I’m very happy I found your website, a lot of useful information

 
IP #1 2017: Open web

Sinds november 2016 zijn Amerikaanse klimaatwetenschappers druk bezig om hun databases veilig te stellen, schrijft Enno Meijers in dit nummer. Zij vrezen dat president - en klimaatscepticus - Trump hun onderzoeksprogramma’s zal stilleggen en hun enorme dataverzamelingen van het web zal laten verdwijnen.