Gli scienziati hanno creato una sorgente di luce eccezionalmente brillante in grado di generare fotoni quantistici. Quest’ultimi potrebbero essere utilizzati per trasmettere dati in modo sicuro in una futura rete ad alta velocità basata sulla comunicazione quantistica.
Il futuro internet quantistico potrebbe trasmettere informazioni usando coppie di fotoni, particelle che condividono informazioni nel tempo e nello spazio indipendentemente dalla distanza. Sulla base delle leggi della meccanica quantistica, le informazioni codificate in questi fotoni possono essere trasferite ad alta velocità mentre la loro coerenza quantistica, lo stato in cui sono presenti le particelle, assicura che i dati non possano essere intercettati.
Servono fonti di luci molto luminose
Una delle sfide principali nella comunicazione quantistica è che la forza di questi fotoni può svanire più lontano viaggiano. Le fonti di luce se non sono abbastanza luminose può accadere che i dati possano essere inviati su grandi distanze. I fotoni devono essere abbastanza forti da impedire la decoerenza, ovvero dove le caratteristiche delle particelle si perdono e le informazioni che contengono scompaiono.
In una ricerca pubblicata il 24 luglio (rif.), scienziati provenienti da Europa, Asia e Sud America hanno creato un nuovo tipo di sorgente di segnale quantistico utilizzando tecnologie esistenti, che raggiunge una luminosità estremamente elevata. Ciò è stato possibile combinando un emettitore di punti fotonici con un risonatore quantistico per creare un nuovo, potente segnale quantistico. Quello che rende la ricerca recente molto interessante è che le singole tecnologie usate erano state provate separatamente nei laboratorio. Questo studio è la prima volta che sono state utilizzate insieme.
I ricercatori hanno combinato l’emettitore di punti di fotoni con un risonatore Bragg circolare su un attuatore piezoelettrico. Insieme hanno creato una forma migliorata di emettitore di fotoni, che può regolare con precisione i fotoni emessi per il massimo entanglement polarizzato.
Alta fedeltà di entanglement
Le coppie di fotoni generate dal dispositivo avevano un’elevata fedeltà di entanglement ed efficienza di estrazione. Questo significa che ogni fotone è abbastanza luminoso da essere utile e mantiene bene la sua firma quantistica. In precedenza era difficile ottenere sia un livello utile di luminosità che un’elevata fedeltà di entanglement allo stesso tempo, perché ogni aspetto richiedeva una tecnologia diversa ed era difficile combinarli in modo scalabile.
Si tratta di un importante passo avanti nello sviluppo di tecnologie quantistiche pratiche, che dimostrano come queste possano essere combinate insieme per creare una fonte di luce più potente e praticabile. Sfortunatamente, non dovremmo aspettarci un’internet quantistica a breve, poiché le varie tecnologie sono ancora in fase sperimentale e di sviluppo.
La produzione dell’emettitore di fotoni utilizzato nello studio ha richiesto anche materie prime tossiche, tra cui l’arsenico, che ha richiesto una gestione specialistica. Ci sono anche preoccupazioni sulla sicurezza in merito all’uso dell’arseniuro di gallio, da cui è stato ricavato l’emettitore di punti di fotoni. Le preoccupazioni sulla sicurezza relative all’uso di questi materiali potrebbero limitare la scalabilità della metodologia delineata. Quindi sarà necessario identificare materiali alternativi validi per generare fotoni per la futura rete di comunicazione quantistica.
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