Internet quantistico: primo teletrasporto su una memoria quantistica a stato solido

Il teletrasporto quantistico è la capacità di trasmettere da un luogo all'altro senza viaggiare nello spazio intermedio. Non è la materia stessa a fare questo viaggio, ma solo le informazioni che la descrivono. Questo viene trasmesso a un nuovo corpo che assume l'identità dell'originale.

Ma mentre i fan della fantascienza si sono concentrati sul corpo coinvolto, i fisici quantistici sono più interessati alle informazioni. Per loro, il teletrasporto è la tecnologia abilitante alla base di una nuova generazione di tecnologie di elaborazione delle informazioni tra cui un Internet quantistico che consente la trasmissione delle informazioni in perfetta sicurezza.

Uno degli elementi costitutivi dell'Internet quantistica saranno i router quantistici in grado di ricevere informazioni quantistiche da una posizione e indirizzarle a un'altra senza distruggerle. Quindi la corsa è aperta per dimostrare questo tipo di tecnologia, che ha il potenziale per rivoluzionare le comunicazioni.

Oggi, Felix Bussières dell'Università di Ginevra in Svizzera e alcuni amici affermano di aver compiuto un passo importante in questo senso. Questi ragazzi hanno teletrasportato informazioni quantistiche su un cristallo drogato con ioni di terre rare, una sorta di memoria quantistica. Ma soprattutto lo hanno fatto per la prima volta sul tipo di fibra ottica ordinaria che le telecomunicazioni sono in uso in tutto il mondo.

Uno dei requisiti principali per il teletrasporto diffuso sono i fotoni entangled con una lunghezza d'onda compatibile con la fibra delle telecomunicazioni. Non è così facile da produrre poiché i fotoni entangled devono essere compatibili con i salti energetici discreti nella memoria quantistica. Questa lunghezza d'onda è in genere lontana dalla regione a bassa perdita della fibra ottica standard, affermano Bussières e co.

Quindi il trucco che questi ragazzi hanno perfezionato è generare coppie di fotoni entangled con lunghezze d'onda diverse. Il primo ha una lunghezza d'onda di 883 nm (vicino infrarosso), che è compatibile con un tipo di memoria quantistica composta da cristalli di ortosilicato di ittrio drogato al neodimio. Il secondo ha una lunghezza d'onda di 1338 nm (infrarosso medio), che passa facilmente attraverso la fibra ottica delle telecomunicazioni.

Lo stato quantico da teletrasportare è la polarizzazione di un fotone a 1338 nm. Quindi questi ragazzi inviano il segnale a 883 nm alla memoria quantistica dove viene memorizzato mentre trasmettono il segnale 1338 attraverso una fibra di 12 km a un altro apparato che prepara un terzo fotone (anch'esso a 1338 nm) con la polarizzazione per essere teletrasportato.

Questo è il momento in cui avviene il teletrasporto. Quando questi due fotoni a 1338 nm vengono fatti interagire in un certo modo, la polarizzazione viene teletrasportata nella memoria quantistica all'altra estremità dell'esperimento.

Le misurazioni del team su questi fotoni mostrano che lo stato di polarizzazione è effettivamente teletrasportato come suggerisce la meccanica quantistica. (Una parte cruciale dell'esperimento è una nuova generazione di rivelatori di fotoni singoli in grado di individuare i fotoni delle telecomunicazioni con un'efficienza molto maggiore di quanto fosse possibile prima.)

Quindi questo dimostra per la prima volta tutti i componenti necessari per effettuare il teletrasporto su una rete di telecomunicazioni standard su una memoria quantistica a stato solido.

Questo è un piccolo ma significativo passo avanti. Se mai avremo un Internet quantistico, è questo tipo di attrezzatura che si sgretolerà al centro di essa.

Rif: arxiv.org/abs/1401.6958 : Teletrasporto quantistico da un fotone a lunghezza d'onda delle telecomunicazioni a una memoria quantistica a stato solido

nascondere