I fisici del Max Planck Institute hanno sviluppato un nuovo metodo efficiente per controllare l'entanglement quantistico dei fotoni e lo hanno dimostrato legando un numero record di fotoni. Questo metodo potrebbe essere una svolta per i computer quantistici.
L'entanglement quantistico è un fenomeno che sembra impossibile. In sostanza, le particelle possono diventare così intrecciate che non possono più essere descritte individualmente e un cambiamento in una certa proprietà di una particella cambierà istantaneamente il suo partner intrecciato, non importa quanto distanti possano essere.
Le implicazioni di ciò allarmarono persino lo stesso Einstein, che notoriamente la descrisse come un'azione macabra a distanza.
Per quanto paradossale possa sembrare, l'entanglement quantistico è stato dimostrato sperimentalmente per decenni. Questo fenomeno è anche alla base delle nuove tecnologie commerciali come i computer quantistici, in cui le particelle entangled possono essere utilizzate come bit quantistici (qubit) che memorizzano ed elaborano informazioni.
Per funzionare meglio, devi creare grandi gruppi di particelle e aggrovigliarli insieme, ma questo è difficile da fare. Quindi, per un nuovo studio, i fisici del Max Planck Institute hanno studiato un metodo più robusto di entanglement quantistico e lo hanno utilizzato per entanglement con successo 14 fotoni, il più grande gruppo di fotoni finora entanglement.
Il team ha iniziato con un singolo atomo di rubidio racchiuso in un risonatore ottico che riflette le onde elettromagnetiche in un modo specifico.
L'atomo viene colpito da un raggio laser ad una certa frequenza, che prepara l'atomo ad acquisire una determinata proprietà.
Quindi gli viene inviato un altro impulso di controllo, che fa sì che l'atomo emetta un fotone impigliato con l'atomo.
Questo processo si ripete con la rotazione dell'atomo tra l'emissione di ciascun fotone, fino a formare un'intera catena di fotoni, che sono tutti intrecciati tra loro.
Un tale processo è molto più efficiente dei metodi esistenti, producendo fotoni più del 43% delle volte, o quasi un fotone ogni due impulsi laser.
Se segui la tecnologia quantistica da un po', 14 particelle entangled potrebbero non suonare molto: gli scienziati sono riusciti a intrappolare letteralmente trilioni di atomi in un gas in esperimenti precedenti.
Ma non saranno in grado di utilizzare un sistema simile per comunicazioni quantistiche o computer. I fotoni sono molto più facili da produrre e utilizzare nelle tecnologie di tutti i giorni e l'efficacia di questa nuova tecnica dovrebbe essere relativamente facile da aumentare.
Con questo obiettivo in mente, gli scienziati affermano che il passo successivo è sperimentare con almeno due atomi come sorgenti di fotoni.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature.
2022-08-30 09:03:08
Autore: Vitalii Babkin