Metasurfaces ermöglichen Quantenhologramme mit verschränkten Photonen

Forscher in Hongkong und Großbritannien haben einen Durchbruch in der Quantenphysik erzielt, indem sie Quantenhologramme mithilfe von Metasurfaces erstellten. Die am 11. März 2025 in Advanced Photonics veröffentlichte Studie beschreibt, wie sie verschränkte Photonen manipulierten, um komplexe Informationen mit beispielloser Präzision zu codieren. Diese Methode nutzt Metasurfaces, ultradünne optische Geräte, um Licht zu steuern und die Erzeugung verschränkter Photonen zu verbessern. Das Team erstellte erfolgreich vier holographische Buchstaben („H“, „V“, „D“ und „A“), die mit der Polarisation gepaarter Photonen verschränkt waren. Durch Anpassen der Polarisatorausrichtungen konnten sie bestimmte Buchstaben selektiv löschen und so eine präzise Kontrolle über die holographischen Informationen demonstrieren. Diese Innovation hat potenzielle Anwendungen in der Quantenkommunikation und bietet eine sichere Möglichkeit zur Kommunikation durch Codierung von Informationen sowohl in den Buchstaben als auch in den Polarisationszuständen. Die Technologie ist auch vielversprechend für Maßnahmen zur Bekämpfung von Fälschungen, da die komplizierte Beziehung zwischen den Buchstaben, Polarisationszuständen und dem Phasenprofil die Replikation äußerst schwierig macht. Die Forscher glauben, dass Metasurfaces die Größe von quantenoptischen Systemen erheblich reduzieren und diese Technologie für den täglichen Gebrauch wesentlich praktischer machen können.