I ricercatori dell'Università della Columbia Britannica hanno scoperto un nuovo sistema che potrebbe aiutare a produrre tecnologie quantistiche "più calde".

Le tecnologie quantistiche come i computer quantistici hanno il potenziale per elaborare le informazioni in modo molto più rapido e potente rispetto ai computer convenzionali. Questa prospettiva ha stimolato l'interesse per l'esotico, fenomeni quantistici complessi, in particolare uno stato chiamato localizzazione a molti corpi.

La localizzazione a molti corpi si verifica quando le interazioni quantistiche intrappolano le particelle in una rete simile a una rete di posizioni casuali. Questa fase della materia protegge l'energia immagazzinata negli stati quantistici dalla degradazione al calore, un effetto che potrebbe salvaguardare le informazioni in fragili qubit, quali sono gli elementi costitutivi della computazione quantistica.

Finora gli sforzi per studiare la localizzazione a molti corpi, sia teoricamente che sperimentalmente, si sono concentrati su sistemi quantistici raffreddati a temperature prossime allo zero assoluto, o -273°C.

"Si è ipotizzato che l'effetto si verifichi solo in condizioni molto difficili da progettare, " spiega il fisico chimico dell'UBC Ed Grant. "Finora, la maggior parte delle prove per la localizzazione a molti corpi è stata trovata usando atomi disposti nello spazio da campi laser incrociati. Ma arrangiamenti come questi durano solo finché la luce è accesa e si rompono facilmente come strappare un pezzo di carta velina".

Nell'ultimo numero di Lettere di revisione fisica , Grant e il fisico teorico John Sous descrivono i risultati di un esperimento in cui gli impulsi laser sollevano delicatamente un gran numero di molecole in un gas di ossido nitrico per formare un plasma ultrafreddo.

Il plasma, costituito da elettroni, ioni e molecole di Rydberg (ioni NO+ orbitati da un elettrone distante), si autoassembla e sembra formare un robusto stato localizzato a molti corpi. I ricercatori ritengono che il plasma si "spegne" per raggiungere questo stato in modo naturale, senza bisogno di una rete di campi laser - niente più strappi.

Altrettanto importante, il sistema non deve avviarsi a una temperatura prossima allo zero assoluto. Il meccanismo di autoassemblaggio funziona naturalmente ad alta temperatura, apparentemente portando a uno stato spontaneo di localizzazione a molti corpi.

"Questo potrebbe darci un modo molto più semplice per creare un materiale quantistico, che è una buona notizia per le applicazioni pratiche, "dice Grant.