L’entanglement di due memorie quantistiche su una distanza di 50 chilometri è dimostrato da una ricerca pubblicata nei giorni scorsi sulla rivista Nature. Questa distanza è molto maggiore di quanto riportato in precedenza e potrebbe spianare la strada all’entanglement a lunga distanza su più nodi, il che potrebbe promuovere lo sviluppo di una rete quantistica.
La comunicazione quantistica
L’entanglement quantistico è un fenomeno in cui, a determinate condizioni, lo stato quantico di un sistema fisico può essere descritto solo come sovrapposizione di più sistemi, perché non è possibile definirlo in modo univoco.
La comunicazione quantistica richiede la trasmissione di particelle entangled. Negli ultimi due decenni si sono registrati notevoli progressi nel raggiungimento dell’entanglement remoto, in cui i fotoni intrecciati sono trasmessi tra i nodi lungo le fibre ottiche o via satellite; tuttavia, gravi perdite di trasmissione limitano il successo della distribuzione dei fotoni stessi. Inoltre, l’entanglement delle memorie quantistiche – l’equivalente quantico della normale memoria del computer – è stato limitato a una distanza di 1,3 chilometri, suggerendo che i sistemi esistenti potrebbero non essere scalabili.
Il cavity enhancement per ridurre la perdita di accoppiamento dei fotoni
Jian-Wei Pan, Xiao-Hui Bao e colleghi sfruttano un effetto quantico chiamato cavity enhancement, potenziamento della cavità, in grado di ridurre la perdita di accoppiamento dei fotoni durante la trasmissione, per creare atomi e fotoni intrecciati, che poi convertono in una frequenza adatta alle telecomunicazioni.
Gli autori segnalano l’entanglement tra due nodi collegati da un massimo di 50 chilometri di cavi ottici, una distanza che potrebbero collegare le città. Questi risultati dimostrano che, rispetto ai fotoni entangled, gli entanglement atomo-fotone su una serie di nodi può essere più adatto alla trasmissione a lunga distanza dell’entanglement quantistico.
Sottolineano infine che incorporando più memorie quantistiche, il loro esperimento potrà essere esteso per eseguire un entanglement di più memorie quantistiche su lunghe distanze tramite un’interferenza multi-fotone.
Yong Yu, et al. Entanglement of two quantum memories via fibres over dozens of kilometres. Nature, pubblicato febbraio 2020.
