Una collaborazione internazionale di ricercatori, guidata da Philip Walther dell’Università di Vienna, ha ottenuto un significativo passo avanti nella tecnologia quantistica, con la dimostrazione riuscita dell’interferenza quantistica tra diversi singoli fotoni utilizzando una nuova piattaforma efficiente in termini di risorse. Il lavoro pubblicato su Science Advances rappresenta un notevole progresso nel calcolo quantistico ottico che apre la strada a tecnologie quantistiche più scalabili.
L'interferenza tra i fotoni, un fenomeno fondamentale nell'ottica quantistica, funge da pietra angolare del calcolo quantistico ottico. Implica lo sfruttamento delle proprietà della luce, come la sua dualità onda-particella, per indurre schemi di interferenza, consentendo la codifica e l'elaborazione delle informazioni quantistiche.
Negli esperimenti multi-fotoni tradizionali viene comunemente impiegata la codifica spaziale, in cui i fotoni vengono manipolati in diversi percorsi spaziali per indurre interferenze. Questi esperimenti richiedono configurazioni complesse con numerosi componenti, il che li rende dispendiosi in termini di risorse e difficili da scalare.
Al contrario, il team internazionale, composto da scienziati dell’Università di Vienna, del Politecnico di Milano e dell’Université libre de Bruxells, ha optato per un approccio basato sulla codifica temporale. Questa tecnica manipola il dominio temporale dei fotoni piuttosto che le loro statistiche spaziali.
Per realizzare questo approccio, hanno sviluppato un'architettura innovativa presso il Laboratorio Christian Doppler dell'Università di Vienna, utilizzando un circuito in fibra ottica. Questo design consente l'uso ripetuto degli stessi componenti ottici, facilitando un'efficace interferenza multifotone con risorse fisiche minime.
Il primo autore Lorenzo Carosini spiega:"Nel nostro esperimento, abbiamo osservato l'interferenza quantistica tra un massimo di otto fotoni, superando la scala della maggior parte degli esperimenti esistenti. Grazie alla versatilità del nostro approccio, il modello di interferenza può essere riconfigurato e la dimensione dell'esperimento può essere ridimensionato, senza modificare la configurazione ottica."
I risultati dimostrano la significativa efficienza delle risorse dell'architettura implementata rispetto ai tradizionali approcci di codifica spaziale, aprendo la strada a tecnologie quantistiche più accessibili e scalabili.
Ulteriori informazioni: Lorenzo Carosini et al, Interferenza quantistica multifotone programmabile in un'unica modalità spaziale, Progressi scientifici (2024). DOI:10.1126/sciadv.adj0993. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj0993
Informazioni sul giornale: La scienza avanza
Fornito dall'Università di Vienna
