La tecnologia informatica quantistica potrebbe avere notevoli vantaggi rispetto alla tecnologia informatica classica, inclusa una maggiore velocità e la capacità di affrontare problemi più complessi. Negli ultimi anni, alcuni ricercatori hanno anche esplorato la possibile creazione di una "Internet quantistica", una rete che consentirebbe ai dispositivi quantistici di scambiare informazioni, proprio come i dispositivi informatici classici scambiano informazioni oggi.

L'Internet quantistica potrebbe aprire affascinanti possibilità per numerose applicazioni della tecnologia quantistica. Ad esempio, potrebbe consentire comunicazioni più sicure, telerilevamento più preciso e reti di calcolo quantistico distribuito.

I ricercatori dell'Università di Scienza e Tecnologia della Cina e del Jinan Institute of Quantum Technology hanno recentemente dimostrato l'entanglement quantistico tra due dispositivi di memoria situati a 12,5 km l'uno dall'altro all'interno di un ambiente urbano. Il loro articolo, pubblicato in Physical Review Letters , potrebbe essere un ulteriore passo avanti verso lo sviluppo di un Internet quantistico.

"Nel 2020, abbiamo pubblicato un articolo in cui dimostriamo l'entanglement di due memorie quantistiche tramite un collegamento in fibra di 50 km", ha detto a Phys.org Xiao-Hui Bao, uno dei ricercatori che hanno condotto lo studio. "In quell'esperimento, entrambi i due ricordi che abbiamo usato si trovavano all'interno di un laboratorio e quindi non completamente indipendenti. Il passo successivo nella nostra ricerca è stato quello di rendere i due ricordi completamente indipendenti, ponendo una lunga distanza tra loro."

Nel loro esperimento, Bao e i suoi colleghi hanno introdotto due nodi quantistici in luoghi diversi in un ambiente urbano, posizionandoli a una distanza di 12,5 km l'uno dall'altro. Nel primo nodo, soprannominato nodo A, hanno intrecciato la loro prima memoria quantistica con un singolo fotone. Questo singolo fotone è stato quindi inviato al nodo B e archiviato nella seconda memoria quantistica.

"In questo modo intrecciamo le due memorie quantistiche remote", ha spiegato Bao. "Poiché il fotone emesso dalla nostra memoria è vicino all'infrarosso (795 nm), non essendo adatto per la trasmissione a bassa perdita in fibra, utilizziamo la tecnica di conversione della frequenza quantistica per spostare invece la lunghezza d'onda del fotone a 1342 nm, il che migliora la efficienza di trasmissione in modo significativo."

Sebbene alcuni studi precedenti avessero dimostrato connessioni quantistiche su lunghe distanze, riguardavano principalmente il trasferimento di fotoni entangled. D'altra parte, Bao e i suoi colleghi hanno stabilito l'entanglement tra due dispositivi di memoria quantistica basati su atomi.

Ciò potrebbe consentire la connettività tra diversi nodi, che è un requisito fondamentale per stabilire reti di calcolo quantistico affidabili.

"Il principale risultato del nostro recente lavoro è che abbiamo realizzato la più lunga distanza di distribuzione dell'entanglement con le memorie quantistiche", ha detto Bao. "Tale entanglement è la risorsa fondamentale per costruire reti quantistiche e ripetitori quantistici."

Il recente lavoro di Bao e dei suoi colleghi è un contributo notevole all'area di ricerca incentrata sulla creazione di un Internet quantistico. La loro dimostrazione dell'entanglement tra due sistemi di memoria quantistica a 12,5 km potrebbe essere un passo importante verso l'abilitazione di comunicazioni quantistiche sicure su lunghe distanze.

"Nell'attuale esperimento, l'entanglement remoto generato non è ancora annunciato, limitando le sue ulteriori applicazioni", ha aggiunto Bao. "Nel prossimo futuro, prevediamo di implementare una versione annunciata, mentre prevediamo di estendere anche il numero di nodi". + Esplora ulteriormente

I ricercatori ottengono un entanglement record di memorie quantistiche

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