I recenti sviluppi nella memorizzazione delle informazioni quantistiche stanno spianando la strada per la realizzazione di un internet quantistico globale.
Due team di ricerca hanno ottenuto significativi progressi nella memoria dell’entanglement quantistico, un passo fondamentale per costruire ripetitori quantistici, dispositivi cruciali per la trasmissione di dati su lunghe distanze.
Da bit a Qubit
Attualmente, l’internet si basa sull’invio di bit digitali, rappresentati da 0 e 1, attraverso segnali elettrici o ottici. Un internet quantistico, invece, utilizzerebbe bit quantistici, o qubit, che sfruttano l’entanglement quantistico. Questo fenomeno permette a particelle distanti di essere correlate in modo tale che la misurazione di una influenzi istantaneamente lo stato dell’altra, indipendentemente dalla distanza che le separa (New Scientist).
Per trasmettere questi qubit su distanze molto lunghe, è necessario un ripetitore quantistico, un dispositivo capace di memorizzare lo stato entangled e riprodurlo per trasmetterlo ulteriormente lungo la rete.
Anche se i ripetitori quantistici non esistono ancora, i ricercatori di Harvard e dell’Università di Scienza e Tecnologia della Cina hanno dimostrato che la memoria dell’entanglement può durare per decine di chilometri, una caratteristica fondamentale per tali dispositivi (ScienceDaily).
Le ricerche Harvard e Cina: rete di nodi quantistici
Can Knaut e il suo team a Harvard hanno creato una rete quantistica con due nodi separati da una fibra ottica lunga 35 chilometri nella città di Boston. Ogni nodo contiene un qubit di comunicazione e un qubit di memoria, capace di mantenere lo stato quantistico per un secondo.
Hanno utilizzato diamanti con un piccolo difetto per creare l’entanglement tra un fotone e il nodo, permettendo la trasmissione del fotone all’altro nodo e l’entanglement con entrambi (New Scientist).
In Cina, Xiao-Hui Bao e il suo team hanno collegato tre nodi, ognuno separato da circa 10 chilometri nella città di Hefei. Utilizzando delle nubi super-raffreddati di atomi di rubidio, hanno generato fotoni e li hanno inviati tra i nodi. La coordinazione dei fotoni nel nodo centrale è stata cruciale per collegare le nubi di atomi che fungono da memoria (New Scientist).
Implicazioni Future
Questi risultati rappresentano un grande avanzamento rispetto alle tecnologie di internet quantistico di dieci anni fa.
Tuttavia, per una rete funzionale con ripetitori quantistici, saranno necessari tassi di generazione dell’entanglement più elevati e miglioramenti nell’efficienza dei sistemi. Mohsen Razavi dell’Università di Leeds, UK, ha sottolineato che una rete quantistica completamente funzionale richiederà tassi di generazione dell’entanglement più elevati.
Alex Clark dell’Università di Bristol, UK, ha aggiunto: “Questo punta verso una rete quantistica molto scalabile e con un alto numero di utenti. I tassi di entanglement attuali sono molto lenti e limitati da varie inefficienze nei sistemi, quindi ci sarà molto lavoro di ingegneria quantistica e classica per ridurre queste perdite e aumentare queste efficienze“
Per concludere
Questi risultati rappresentano un grande avanzamento rispetto alle tecnologie di internet quantistico di dieci anni fa. Tuttavia, per una rete funzionale con ripetitori quantistici, saranno necessari tassi di generazione dell’entanglement più elevati e miglioramenti nell’efficienza dei sistemi!
