Team finanziato dalla UE in una storia di successo quantistica
Le reti di comunicazione quantistica sono una delle priorità dell'Europa, e particolare attenzione viene prestata alla memoria quantistica o immagazzinamento delle informazioni. Ad affrontare di petto questa sfida, per rendere queste informazioni accessibili agli utenti, ci pensa un team di scienziati in Danimarca che ha usato due fasci di luce "accoppiati" per immagazzinare i dati quantistici. La ricerca, supportata dall'UE con finanziamenti combinati di quasi 16 Mio EUR, è presentata nella rivista Nature Physics. Gli esperti ritengono che le reti quantistiche offriranno agli utenti una sicurezza dati migliore se confrontata con quella attualmente disponibile. Una delle componenti fondamentali della comunicazione quantistica è l'accoppiamento di sistemi quantistici che comprendono due raggi di luce. In poche parole, l'accoppiamento è la connessione di due raggi di luce. Questi raggi di luce possiedono caratteristiche comuni ben definite, come la conoscenza comune. Nell'ambito delle leggi della meccanica quantistica, uno stato quantico può essere utilizzato per trasferire dati in modo sicuro e copy-free. Guidati dal professor Eugene Polzik, gli scienziati dell'Istituto Niels Bohr presso l'Università di Copenhagen sono riusciti a immagazzinare due raggi di luce accoppiati in due memorie quantistiche. Essi hanno usato una miriade di specchi ed elementi ottici, come beam splitter e lamine a quarto d'onda, su un grande tavolo, con il risultato di inviare la luce in un percorso tortuoso lungo oltre 10 metri. L'utilizzo degli elementi ottici ha aiutato i ricercatori, che fanno parte del gruppo Quantop dell'istituto, a controllare la luce e regolare la grandezza e l'intensità, assicurando efficacemente che la lunghezza d'onda e la polarizzazione della luce rispondessero alle necessità dell'esperimento. I ricercatori hanno spiegato di aver creato i raggi di luce accoppiati mediante l'invio di un singolo raggio di luce blu attraverso un cristallo, in cui il raggio di luce blu si divide in due raggi di luce rossa. I due raggi di luce rossa possiedono uno stato quantico comune poiché sono accoppiati. Secondo il team, lo stato quantico rappresenta di per sé delle informazioni. Il labirinto di specchi ed elementi ottici riceve i due raggi di luce, che in seguito raggiungono le due memorie. Ai fini di questo studio, gli scienziati hanno usato due recipienti di vetro riempiti con un gas di atomi di cesio. Il team ha affermato che lo stato quantico degli atomi contiene informazioni sotto forma di un cosiddetto spin, che può essere "up" o "down". I ricercatori possono quindi confrontarlo con i dati del computer che sono composti dalle cifre 0 e 1. Lo stato quantico è trasferito dai due raggi di luce alle due memorie dopo che i raggi di luce oltrepassano gli atomi. Il risultato finale è? Le informazioni vengono immagazzinate come nuovo stato quantico negli atomi. "Per la prima volta una memoria di questo tipo è stata dimostrata con un elevatissimo grado di affidabilità. In effetti, è talmente buono che è impossibile ottenerlo con la memoria convenzionale per la luce utilizzata, ad esempio, nelle comunicazioni internet. Questo risultato significa che una rete quantistica è un passo più vicina a diventare una realtà," ha detto il professor Polzik. La ricerca è stata in parte finanziata da sei progetti UE: Q-ESSENCE, HIDEAS, CORNER, COMPAS, COQUIT e EMALI. Q-ESSENCE, HIDEAS, CORNER, COMPAS, COQUIT sono finanziati nell'ambito del tema "Tecnologie dell'informazione e della comunicazione" del Settimo programma quadro dell'UE (7° PQ). Il progetto Q-ESSENCE ("Quantum interfaces, sensors and communication based on entanglement") ha ricevuto 4,7 Mio EUR, HIDEAS ("High dimensional entangled systems") ha ottenuto 2 Mio EUR, CORNER ("Correlated noise effects in quantum information processing") si è aggiudicato 2,09 Mio EUR, COMPAS ("Computing with mesoscopic photonic and atomic states") è supportato con 1,59 Mio EUR e COQUIT ("Collective quantum operations for information technologies") si è assicurato un finanziamento di 1,16 Mio EUR. Il progetto EMALI ("Engineering, manipulation and characterisation of quantum states of matter and light") si è assicurato 4,39 Mio EUR nell'ambito della linea di bilancio Network di formazione alla ricerca Marie Curie del sesto Programma quadro dell'UE (6°PQ).
Paesi
Danimarca