Un nuovo studio condotto da scienziati dell'Università di Bristol ci avvicina a un significativo passo avanti per liberare il potenziale rivoluzionario dell'informatica quantistica sfruttando la tecnologia di fabbricazione del silicio per costruire complessi circuiti ottici quantistici su chip.

I computer quantistici offrono un nuovo ed entusiasmante approccio alla risoluzione di problemi che sono attualmente intrattabili anche sui supercomputer classici più avanzati.

Tuttavia, costruire un computer quantistico in laboratorio si è rivelato molto impegnativo.

I ricercatori dei laboratori di tecnologia dell'ingegneria quantistica (QET Labs) dell'università stanno utilizzando singole particelle di luce, fotoni, costruire circuiti ottici che elaborano bit quantistici (qubit) di informazioni.

Utilizzando gli stessi materiali e le stesse strutture di fabbricazione originariamente sviluppate dall'industria elettronica, I laboratori QET hanno dimostrato circuiti altamente complessi su chip di silicio in grado di elaborare con precisione un piccolo numero di qubit fotonici. I loro risultati sono stati pubblicati sulla rivista Ottica Express .

Sebbene i circuiti possano essere realizzati in modo quasi arbitrario, si è dimostrato difficile generare molti fotoni perfetti e identici allo stesso tempo per elaborare grandi quantità di informazioni quantistiche.

Il gruppo di ricerca, guidato dal Dr. Gary Sinclair e dal Dr. Imad Faruque, si proponeva di indagare se diverse sorgenti parallele su un singolo chip di silicio potessero essere realizzate per generare singoli fotoni perfetti e identici.

Il Dr. Imad Faruque ha dichiarato:"Abbiamo dimostrato per la prima volta che è possibile generare singoli fotoni quasi perfetti da due sorgenti parallele sullo stesso chip di silicio.

"Per dimostrarlo, abbiamo prelevato fotoni da ciascuna sorgente ed eseguito un esperimento di "interferenza quantistica":il test definitivo della qualità dei fotoni".

I risultati hanno mostrato che utilizzando le tecniche attuali i fotoni generati in più sorgenti in parallelo possono essere fino al 92 percento identici tra loro, e che dovrebbe essere possibile migliorarlo ulteriormente utilizzando gli ultimi metodi proposti.

Il Dr. Gary Sinclair ha aggiunto:"La generazione di molti singoli fotoni identici in parallelo è essenziale se vogliamo ampliare gli esperimenti di prova del principio attualmente eseguiti in laboratorio in qualcosa di abbastanza grande da diventare uno strumento di calcolo praticamente utile.

"Il nostro esperimento ha dimostrato sperimentalmente che ciò è fattibile per la prima volta. Questa dimostrazione segna un passo importante nel calcolo quantistico nel silicio con fotoni e apre la strada a un rapido aumento della scala delle dimostrazioni di calcolo quantistico possibili.

"Sebbene la nostra dimostrazione sia un passo importante, rimangono molti altri ostacoli. Il nostro prossimo obiettivo è utilizzare gli ultimi progressi nella progettazione delle sorgenti per dimostrare che possiamo generare fotoni molto più vicini al 100% di identici rispetto al 92% dimostrato finora".