2 februari 2016
Doorbraak in onkraakbare kwantumencryptie
Een belangrijke ontdekking door Leidse natuurkundigen maakt niet te kraken
communicatie tussen meerdere personen mogelijk. Die communicatie kan ook nog
complexe informatie betreffen.
Gekoppelde draaiing
Voor het eerst zijn wetenschappers erin geslaagd vier fotonen te verstrengelen
in hun baanimpulsmoment. De Leidse natuurkundige Wolfgang Löffler en zijn
collega's stuurden laserlicht door een kristal en creëerden zo vier fotonen met
een gekoppelde 'draaiing'. Tot nu toe was dit alleen gelukt met twee fotonen.
De onderzoekers publiceren hun ontdekking op 1 februari in Physical Review
Letters.
Grote belofte
De huidige computers communiceren met lichtsignalen (fotonen) via glasvezels.
Zo'n lichtsignaal is een soort morse-code: aan-uit, aan-uit, wat overeenkomt
met de waarde 0 of 1 van een bit. Verstrengeling van fotonen is een grote
belofte uit de kwantummechanica, met toepassingen als niet te kraken, veilige
communicatie en kwantumcomputing. Als twee fotonen tegelijk worden gecreëerd,
zijn ze elkaars spiegelbeeld, zodat hun 'draaiingen' altijd omgekeerd zijn ten
opzichte van elkaar. Als wetenschappers met eenzelfde filter bij het ene foton
een 'draaiing' linksom meten, zal het andere altijd rechtsom 'draaien'. Dit
heet verstrengeling. Vóór de meting is de 'draaiing' van elk foton nog
onbepaald.
Mijlpaal
Deze 'draaiing' is een eigenschap van fotonen die Leidse wetenschappers in 1992
ontdekten; in vaktermen heet dit baanimpulsmoment. En deze eigenschap heeft
meer dan twee mogelijke waardes. Baanimpulsmoment beslaat een oneindig groot
alfabet aan informatie. Hiermee kun je dus veel meer informatie per foton
overdragen dan met een fotoneigenschap als polarisatie, waarvoor slechts twee
mogelijke waardes mogelijk zijn. In 2001 lukte het voor het eerst twee fotonen
te verstrengelen in baanimpulsmoment. Löffler en collega's maken nu in Physical
Review Letters bekend dat ze er als eersten in zijn geslaagd vier fotonen op
deze manier te verstrengelen. Dit biedt veel extra mogelijkheden, zoals het
versturen van een niet te kraken boodschap aan meer dan één partij.
Experiment
In hun succesvolle experiment stuurden de onderzoekers korte ultraviolet
laserpulsen van twee biljoensten van een seconde door een kristal. Hierbij
ontstaan af en toe vier verstrengelde fotonen. Dit is erg zeldzaam, maar door
80 miljoen pulsen per seconde te genereren wisten ze toch elke seconde
gemiddeld twee zogenoemde fotonviertallen te detecteren. Om te meten dat het
ging om vier fotonen die inderdaad verstrengeld zijn in baanimpulsmoment
gebruikte het onderzoeksteam een ruimtelijke fasemodulator. Die zet deze
'draaiing' weer om in licht dat zich als een vlakke golf voortbeweegt. Dit
'gewone' licht registreerden ze met enkel-foton-detectoren.
Noot voor de pers, niet voor publicatie
Voor meer informatie:
Wolfgang Löffler: 071-5275931 / [loeffler@xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx]
Inès van Arkel, Adviseur wetenschapscommunicatie: 071-5273282 /
[i.van.arkel@xxxxxxxxxxxxxxxx]
Over de Universiteit Leiden
De Universiteit Leiden is een internationaal georiënteerde
onderzoeksuniversiteit. De universiteit biedt hoogwaardig onderzoek en
academisch onderwijs in het alfa- gamma- en bètadomein. De Universiteit Leiden
[http://www.leidenuniv.nl] heeft 5.500 mensen in dienst en leidt 25.800 ;
studenten op.
Volg ons
Aanmelden voor de nieuwsbrief
[http://www.nieuwsbrief.leidenuniv.nl/contact/adres.html]
Afmelden http://persberichten.cmail20.com/t/d-u-jhurijd-jlkyurili-o/
Meer nieuws- en persberichten vindt u op onze nieuwspagina
[http://www.nieuws.leidenuniv.nl/].
