La costruzione di un futuro internet quantistico, una rete globale capace di trasmettere informazioni con una sicurezza oggi inimmaginabile, si scontra da sempre con una sfida fondamentale: come far viaggiare i fragili stati quantistici su lunghe distanze senza che si degradino?
La risposta risiede nei cosiddetti "ripetitori quantistici", nodi intermedi in grado di ricevere, immagazzinare temporaneamente e ritrasmettere il segnale. Proprio su questo fronte, un gruppo di ricercatori dell'Università di Nanchino, guidato da Xiao-Song Ma, ha compiuto un passo da gigante, aprendo scenari concreti per l'integrazione tra le tecnologie quantistiche e le infrastrutture che già utilizziamo ogni giorno.
Il team ha infatti dimostrato per la prima volta il teletrasporto quantistico di un qubit fotonico direttamente in una memoria quantistica a stato solido. Non si tratta, beninteso, del teletrasporto di materia come nella fantascienza, ma del trasferimento istantaneo delle proprietà, ovvero dello stato quantistico, di una particella di luce (un fotone) a un dispositivo di archiviazione fisico.
Questo processo si basa sul fenomeno dell'entanglement, quel legame profondo e misterioso che unisce due particelle in modo tale che lo stato di una influenzi istantaneamente l'altra, a prescindere dalla distanza che le separa.
La vera chiave di volta di questo esperimento, pubblicato sulla prestigiosa rivista Physical Review Letters, risiede nella sua piena compatibilità con le tecnologie esistenti. L'intero sistema opera infatti nella banda delle telecomunicazioni, la stessa gamma di frequenze utilizzata dalle attuali reti in fibra ottica che costituiscono la spina dorsale di internet.
A differenza di tentativi precedenti, che richiedevano complesse e inefficienti conversioni di frequenza per far "dialogare" i componenti quantistici con le fibre standard, la soluzione sviluppata a Nanchino elimina questo ostacolo. Il sistema, articolato e complesso, ha utilizzato una memoria a stato solido basata su ioni di erbio e una sorgente di fotoni entangled integrata su un chip fotonico, il tutto perfettamente allineato per funzionare all'unisono.
L'approccio è davvero interessante poiché apre la strada alla creazione di una piattaforma per generare, immagazzinare ed elaborare stati quantistici della luce che può integrarsi quasi senza soluzione di continuità con l'infrastruttura di comunicazione globale. Il prossimo obiettivo dei ricercatori è ora quello di perfezionare il sistema di memoria, lavorando per estenderne la durata di archiviazione e aumentarne l'efficienza nel recupero dei dati. Si tratta di passaggi cruciali per trasformare questi esperimenti di laboratorio nei mattoni fondamentali del futuro internet quantistico.
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