Mikel Sanz, del Dipartimento di Chimica Fisica dell'UPV/EHU, guida il gruppo teorico per un esperimento pubblicato dalla prestigiosa rivista, Comunicazioni sulla natura . L'esperimento è riuscito a preparare uno stato quantistico remoto; cioè., è stata stabilita una comunicazione assolutamente sicura con un altro, computer quantistico fisicamente separato per la prima volta nel regime delle microonde. Questa nuova tecnologia potrebbe portare a una rivoluzione nei prossimi anni.

All'interno del più grande progetto europeo della Quantum Flagship, guidato da Mikel Sanz, ricercatore del gruppo QUTIS del dipartimento di chimica fisica dell'UPV/EHU, è stato condotto un esperimento in collaborazione con ricercatori tedeschi e giapponesi che sono riusciti a sviluppare un protocollo per la preparazione di uno stato quantistico remoto durante la comunicazione nel microonde regime, "che è la frequenza alla quale operano tutti i computer quantistici. Questa è la prima volta che è stata esaminata la possibilità di farlo in questo intervallo, che potrebbe portare a una rivoluzione nei prossimi anni nel campo della comunicazione quantistica sicura e dei radar quantistici a microonde, ", osserva Mikel Sanz, ricercatore capo di questo progetto.

La preparazione di uno stato quantistico remoto (nota come preparazione dello stato remoto) si basa sul fenomeno dell'entanglement quantistico, dove insiemi di particelle entangled perdono la loro individualità e si comportano come singole entità, anche se spazialmente separati. "Così, se due computer condividono questa correlazione quantistica, eseguire operazioni solo su uno di essi può influenzare l'altro. È possibile ottenere una comunicazione assolutamente sicura, "Spiega Sanz.

Gli studi su questo protocollo di preparazione dello stato quantistico remoto sono iniziati circa 20 anni fa, ma ad oggi, la comunicazione era sempre stata fatta su onde della gamma visibile. "Questo perché il lavoro in questo intervallo può essere svolto a temperatura ambiente, poiché la radiazione termica dai corpi, per il solo fatto di essere a temperatura ambiente, è estremamente basso nella gamma ottica, in modo che le interferenze esistano a malapena in tale comunicazione, " spiega il ricercatore. "Tuttavia, nel regime delle microonde, miliardi, vengono generati trilioni di fotoni a temperatura ambiente, che distruggono le proprietà quantistiche, in modo che per evitare tutte quelle interferenze, questi esperimenti devono essere eseguiti a temperature prossime allo zero assoluto (0,05 Kelvin), limitare al massimo l'irraggiamento dei corpi e rendere efficace la comunicazione”.

Dopo un considerevole lavoro sullo sviluppo di questa tecnologia per eseguire gli esperimenti, il team è riuscito a preparare uno stato quantistico remoto su una distanza di 35 centimetri. "Questo è servito come test di concetto, noto anche come prova di principio, un primo passo per sapere che è possibile continuare a sviluppare questa tecnologia. Però, crediamo che questo sia un primo passo molto importante che può portare a una rivoluzione nel prossimo decennio", Il dottor Sanz sottolinea.

Il ricercatore indica due campi in cui potrebbe avvenire questa rivoluzione:"da un lato, comunicazione quantistica o crittografia, poiché questo sarebbe assolutamente sicuro, e non dover cambiare la frequenza al campo ottico (come si fa oggigiorno) eviterebbe molte perdite in questa comunicazione. E d'altra parte, metrologia quantistica ultra accurata e radar quantistici. Le diverse applicazioni radar si basano sul rilevamento di oggetti, e questa rilevazione avviene in microonde; e poiché ci sono dispositivi come i droni che stanno diventando sempre più piccoli, ai radar è richiesta una capacità sempre maggiore di rilevarli, per sapere dove sono. La tecnologia che stiamo sviluppando può aiutare notevolmente in questo senso".

Queste e molte altre applicazioni di cui questa tecnologia è capace non possono essere concepite a temperature così basse come quelle in cui opera attualmente, tanto che "uno degli obiettivi del progetto è tentare di far funzionare questa tecnologia a temperatura ambiente. Alla fine, ciò che cerchiamo è portare questa tecnologia sui prodotti commerciali, " Conclude Sanz.