Instytut Fizyki

KontaktGrudziądzka 5, 87-100 Toruń
tel.: +48 56 611 3310
fax: +48 56 622 5397
e-mail: ifiz@fizyka.umk.pl

dr Piotr Kolenderski

Doktor Piotr Kolenderski ukończył studia magisterskie oraz doktoranckie w zakresie nauk fizycznych na Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej na Uniwersytecie Mikołaja Kopernika w Toruniu. W latach 2010-2013 odbył staż podoktorski w Institute for Quantum Computing (IQC) w Waterloo w Kanadzie jako laureat programu MNiSW Mobilność Plus. Od 2013 r. jest adiunktem naukowym w Instytucie Fizyki oraz Krajowym Laboratorium Fizyki Atomowej Molekularnej i Optycznej, gdzie kieruje grupą badawczą Single Photon Applications Laboratory (spa.fizyka.umk.pl). Jest laureatem konkursów organizowanych przez Narodowe Centrum Nauki (Sonata), Fundację na rzecz Nauki Polskiej (Homing Plus, First Team) oraz Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego (Duża Infrastruktura Badawcza, Iuventus Plus). Dzięki otrzymanym grantom realizuje badania dotyczące wytwarzania, detekcji i aplikacji pojedynczych fotonów w techonologiach. Poza IQC dr Piotr Kolenderski współpracuje z Raman Research Institute w Bengalorze w Indiach, Politecnico di Milano we Włoszech oraz Palacký University Olomouc w Czechach.

Laboratorium splątanych fotonów

Najwięcej informacji o tym, co nas otacza, otrzymujemy dzięki światłu, które emitowane przez różne źródła odbija się od przedmiotów i trafia do naszych oczu. Dobrze nam znane źródła światła, takie jak żarówka, od dawna były wykorzystywane do komunikowania się np. między dwoma statkami na morzu przy użyciu kodu Morese’a. Taki impuls świetlny składa się z olbrzymiej liczby fotonów – najmniejszych cząstek światła. Światło, podobnie jak materia, też składa się z elementarnych cząstek nazywanych właśnie fotonami. Okazuje się jednak, że aby się komunikować nie potrzebujemy ich aż tak wielu, wystarczą pojedyncze fotony, lecz odpowiednio kontrolowane. W moich badaniach zajmuję się metodami wytarzania pojedynczych fotonów a także ich kontrolą oraz przesyłaniem z jednego miejsca w drugie, nawet na bardzo duże odległości. Do transmisji można użyć odbiornika satelitarnego, który z wielką prędkością porusza się dookoła Ziemi, albo światłowodów – tych samych, dzięki którym mamy Internet.

Fotony to najszybsze cząstki we Wszechświecie a do tego zachowujące się bardzo dziwnie. Dwa fotony wyemitowane jednocześnie z tego samego źródła są na ogół „splątane”. Co to znaczy? Wyobraźmy sobie sytuację, że te dwa fotony rozbiegły się daleko w przeciwnych kierunkach. Jeden z nich dotarł do nas a jego detekcja pokazała, że ma pewien kolor (mówimy, że ma określony stan). Wówczas z góry wiemy, jaki kolor (stan) drugiego fotonu zobaczy obserwator, który go odbierze. Tak jest pomimo tego, że może on znajdować się nawet na drugim krańcu Drogi Mlecznej. Takich splątanych fotonów można użyć w kwantowej kryptografii, która jest 100% bezpieczna. W moich badaniach prowadzonych we współpracy z IQC wykorzystuję tę cechę fotonów w komunikacji światłowodowej i satelitarnej. Opracowujemy wydajne źródła fotonów mogących współpracować z takim odbiornikiem. Celem jest przeprowadzenie wymiany poufnego klucza kryptograficznego pomiędzy stacją naziemną a satelitą.

Żródło: