Collegare computer quantistici a lunga distanza ^{CEFR B2}

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.