Un gruppo congiunto di scienziati finlandesi, Russia, La Cina e gli Stati Uniti hanno dimostrato che la differenza di temperatura può essere utilizzata per intrappolare coppie di elettroni in strutture superconduttrici. La scoperta sperimentale, pubblicato in Comunicazioni sulla natura , promette potenti applicazioni in dispositivi quantistici, avvicinandoci di un passo alle applicazioni della seconda rivoluzione quantistica.

Il gruppo, guidato dal professor Pertti Hakonen dell'Università di Aalto, ha dimostrato che l'effetto termoelettrico fornisce un nuovo metodo per produrre elettroni entangled in un nuovo dispositivo. "L'entanglement quantistico è la pietra angolare delle nuove tecnologie quantistiche. Questo concetto, però, ha sconcertato molti fisici nel corso degli anni, compreso Albert Einstein che si preoccupava molto dell'interazione spettrale a distanza che provoca, " dice il prof. Hakonen.

Nell'informatica quantistica, l'entanglement viene utilizzato per fondere singoli sistemi quantistici in uno, che aumenta esponenzialmente la loro capacità computazionale totale. "L'entanglement può essere utilizzato anche nella crittografia quantistica, consentire lo scambio sicuro di informazioni su lunghe distanze, " spiega il prof. Gordey Lesovik, dell'Istituto di fisica e tecnologia di Mosca, che ha agito più volte come visiting professor presso la Aalto University School of Science. Data l'importanza dell'entanglement per la tecnologia quantistica, la capacità di creare entanglement in modo facile e controllabile è un obiettivo importante per i ricercatori.

I ricercatori hanno progettato un dispositivo in cui un superconduttore è stato stratificato con grafene appassito ed elettrodi metallici. "La superconduttività è causata da coppie di elettroni entangled chiamate "coppie Cooper". li facciamo dividere, con ogni elettrone che si sposta poi su un diverso elettrodo di metallo normale, " spiega il dottorando Nikita Kirsanov, dell'Università Aalto. "Gli elettroni risultanti rimangono impigliati nonostante siano separati per distanze piuttosto lunghe".

Insieme alle implicazioni pratiche, il lavoro ha un'importanza fondamentale significativa. L'esperimento ha dimostrato che il processo di scissione di coppie di Cooper funziona come un meccanismo per trasformare la differenza di temperatura in segnali elettrici correlati nelle strutture superconduttrici. Lo schema sperimentale sviluppato può anche diventare una piattaforma per esperimenti termodinamici quantistici originali.