Una ricerca della University of Chicago pubblicata su Nature Communications descrive un possibile allungamento dei collegamenti tra computer quantistici fino a 2,000 km. Il lavoro, guidato dal professor assistente Tian Zhong della UChicago Pritzker School of Molecular Engineering, sfrutta miglioramenti nella coerenza quantistica di singoli atomi di erbio per estendere il raggio teorico delle connessioni e favorire la nascita di una sorta di Internet quantistico.
Zhong e il suo team hanno aumentato la coerenza degli atomi di erbio da 0.1 millisecondi a oltre 10 millisecondi e in un esperimento hanno osservato fino a 24 millisecondi. Con questa coerenza prolungata gli autori suggeriscono che, in teoria, si potrebbero raggiungere collegamenti fino a 4,000 km, citando come esempio una connessione dalla UChicago PME a Ocaña, Colombia.
Il risultato è stato ottenuto senza nuovi materiali: il gruppo ha usato l'epitassia a fascio molecolare (MBE) per costruire cristalli drogati con terre rare, invece del tradizionale metodo di Czochralski che fonde gli ingredienti a più di 2,000 gradi Celsius per poi sagomare il cristallo. La MBE permette di assemblare strati sottili e produce materiale con purezza e proprietà di coerenza migliori; al progetto ha collaborato il professor assistente Shuolong Yang.
Esperti esterni, tra cui il professor Hugues de Riedmatten dell'Institute of Photonic Sciences, hanno definito l'approccio altamente innovativo e scalabile per produrre molti qubit compatibili con la fibra. I prossimi passi previsti da Zhong sono sperimentali: collegare due qubit in frigoriferi a diluizione separati tramite 1,000 chilometri di cavo avvolto e costruire un terzo frigorifero per formare una rete locale e simulare un futuro collegamento a lunga distanza.
Parole difficili
- coerenza — periodo in cui uno stato quantistico resta stabilecoerenza quantistica, coerenza prolungata
- epitassia — tecnica per crescere strati sottili di cristallo
- drogato — arricchito con impurità per cambiare proprietàdrogati
- qubit — unità di informazione usata dai computer quantistici
- frigorifero — macchina che mantiene temperature molto basse per esperimentifrigoriferi
- scalabile — che può essere ampliato senza grandi difficoltà tecniche
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Domande di discussione
- Quali vantaggi pratici potrebbe avere una rete simile a un "Internet quantistico" per comunicazioni sicure?
- Quali difficoltà tecniche e logistiche immagini nel collegare frigoriferi a diluizione separati su 1,000 chilometri?
- Che impatto ha, secondo te, il fatto che il gruppo non abbia usato nuovi materiali ma la MBE per migliorare la coerenza?
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