Mithilfe einer gezielten Anordnung gekoppelter photonischer Wellenleiter und der Nutzung der sogenannten Anti-Paritäts-Zeit-Symmetrie (APT) gelang es dem Team, verschränkte Lichtzustände zuverlässig zu isolieren und unverschränkte Anteile effektiv zu entfernen. Die Struktur agiert dabei wie ein "optisches Filterelement für Quantenverschränkung", das ohne absorbierende oder verstärkende Materialien auskommt.
„Our results offer an approach to using non-Hermitian symmetries to address central challenges in quantum technologies.“
(Selim et al., Science, 2025)
Das APT-basierte Filtersystem funktioniert bei Einzel- wie auch Zwei-Photonen-Anregung mit hoher Präzision und zeigt eine bemerkenswerte Robustheit gegenüber Dekohärenz – einem der größten Probleme in der Quanteninformationsverarbeitung.
„Any arbitrary N-photon excitation […] irreversibly evolves toward a single point, corresponding to a specific entangled mode.“
(Selim et al.)
Diese Erkenntnisse sind nicht nur theoretisch fundiert, sondern wurden auch experimentell durch direkte Laserschrift in Glasproben umgesetzt. Die auf Chipgröße miniaturisierbare Technologie ebnet den Weg für neue Anwendungen in der Quantenkommunikation, -sensorik und -computing.
Die Forschung wurde u. a. von der Deutschen Forschungsgemeinschaft sowie der Alfried Krupp von Bohlen und Halbach-Stiftung gefördert.
? Zur Publikation: M. A. Selim, M. Ehrhardt et al., “Selective filtering of photonic quantum entanglement via anti-parity-time symmetry,” Science, https://doi.org/10.1126/science.adu3777 (2025).
