Un singolo fotone alla fine del tunnel
Il progetto QUANTUMDOTS ("Experimental generation of distant quantum dot spin entanglement") ha utilizzato i punti quantici per rappresentare le particelle stazionarie ma anche i fotoni, le particelle che volano. È possibile utilizzare un fotone di propagazione per la trasmissione di informazioni quantistiche e un qubit stazionario per la memorizzazione e la manipolazione. Per collegarli, i ricercatori si sono affidati all'entanglement tra una coppia di particelle e alle proprietà che condividono. Generalmente parlando, quando una coppia di particelle condivide le caratteristiche, alterandone una l'altra subisce una modifica. I ricercatori QUANTUMDOTS hanno utilizzato una regione molto piccola di un semiconduttore per intrappolare un singolo elettrone e creare un cosiddetto punto quantico. Considerato come un atomo artificiale, il dot intrappolava elettroni e possedeva un discreto spettro di energie. In particolare, la luce laser delle lunghezze d'onda ha stimolato il punto quantico a emettere spontaneamente un fotone e a tornare nel suo stato più basso. Il fotone è stato rilasciato polarizzato sia orizzontalmente che verticalmente con una lunghezza d'onda che è stata dimostrata essere del colore rosso o blu. Tuttavia, per utilizzare le informazioni da un qubit di spin, solo una delle due proprietà può esistere; le altre devono essere rimosse. I ricercatori QUANTUMDOTS hanno rimosso il colore facendo passare il fotone attraverso un cristallo colpito anche con un raggio laser. Il colore si è distribuito abbastanza per considerare tale proprietà rimossa dalle particelle coinvolte, aprendo la strada all'accoppiamento di qubit distanti. I ricercatori QUANTUMDOTS hanno descritto il processo e i risultati in riviste; hanno pubblicato sulla rivista Nature e Nature Communications. Si spera che l'entanglement spin-fotone costituirà una tecnologia fondamentale che consentirà un approccio distribuito per l'elaborazione quantistica delle informazioni e di nuovi dispositivi informatici.
Parole chiave
Fotone, computer quantistico, qubit, punto quantico, fotoni, entanglement, semiconduttore, elettrone, atomo, laser, spin, processore quantistico
