I ricercatori dell'Australian National University (ANU) hanno compiuto un grande passo avanti per fornire elementi pratici per un Internet quantistico globale. Il gruppo, guidato dal Professore Associato Matthew Sellars, hanno dimostrato che un cristallo drogato con erbio è particolarmente adatto per consentire una rete di telecomunicazioni globale che sfrutta le strane proprietà della meccanica quantistica.

"Lo sforzo di costruire un computer quantistico è spesso descritto come la 'corsa allo spazio del 21° secolo', ma i computer di oggi non hanno realizzato il loro pieno potenziale finché non abbiamo avuto Internet, " disse Sellars, Program Manager presso il Center for Quantum Computation and Communication Technology (CQC2T) dell'ANU. "Abbiamo dimostrato che un cristallo drogato con erbio è il materiale perfetto per formare gli elementi costitutivi di un Internet quantistico che sbloccherà il pieno potenziale dei futuri computer quantistici. Abbiamo avuto questa idea 10 anni fa, ma molti dei nostri colleghi ci hanno detto che un'idea così semplice non poteva funzionare. Vedendo questo risultato, è bello sapere che il nostro approccio è stato quello giusto".

Il lavoro, pubblicato in Fisica della natura , dimostra come migliorare notevolmente il tempo di archiviazione di una memoria quantistica compatibile con le telecomunicazioni, una sfida cruciale che è sfuggita ai ricercatori di tutto il mondo.

"Una memoria quantistica compatibile con le telecomunicazioni è una componente vitale per una pratica Internet quantistica, " ha detto la dottoressa Rose Ahlefeldt, DECRA Fellow presso ANU e CQC2T.

"Le memorie ci consentono di bufferizzare e sincronizzare le informazioni quantistiche, operazioni necessarie per la comunicazione quantistica a lungo raggio. Al momento, i ricercatori stanno usando ricordi che non funzionano alla giusta lunghezza d'onda, e devono impiegare un complicato processo di conversione da e verso la lunghezza d'onda delle comunicazioni. Questo può essere inefficiente, e significa che devono fare tre cose molto difficili invece di una sola, " lei disse.

Erbio, uno ione di terre rare, ha proprietà quantistiche uniche in modo tale da operare nella stessa banda delle reti in fibra ottica esistenti, eliminando la necessità di un processo di conversione.

"Il vantaggio unico della nostra tecnologia è che opera nella stessa banda di 1550 nanometri dell'infrastruttura di telecomunicazioni di oggi, rendendolo compatibile con i cavi in ​​fibra ottica presenti nelle reti esistenti, " ha detto il primo autore e candidato al dottorato Miloš Ranči?. "Abbiamo dimostrato che gli ioni di erbio in un cristallo possono memorizzare informazioni quantistiche per più di un secondo, che è 10, 000 volte più a lungo di altri tentativi, ed è abbastanza lungo da inviare un giorno informazioni quantistiche attraverso una rete globale."

Sellars ha affermato che la nuova tecnologia può anche essere utilizzata come sorgente di luce quantistica o utilizzata come collegamento ottico per dispositivi di calcolo quantistico a stato solido, collegandoli all'Internet quantistico.

"Non solo il nostro materiale è compatibile con le fibre ottiche esistenti, ma la sua versatilità significa che sarà in grado di connettersi con molti tipi di computer quantistici inclusi i qubit di silicio di CQC2T, e qubit superconduttori come quelli sviluppati da Google e IBM, " ha detto Sellars. "Questo risultato è così eccitante per me perché ci consente di prendere molto del lavoro basato sui principi che abbiamo dimostrato e trasformarlo in dispositivi pratici per un Internet quantistico su vasta scala".