L'entanglement è un fenomeno unico della meccanica quantistica in cui due particelle diventano correlate in modo tale da condividere lo stesso destino, non importa quanto siano distanti. Questo fenomeno è stato ampiamente studiato e utilizzato nelle tecnologie di elaborazione e comunicazione delle informazioni quantistiche.

Recentemente, i fisici dell’Università di Vienna e dell’Accademia austriaca delle scienze hanno sviluppato un metodo per ripristinare l’entanglement della luce quantistica che si è districata a causa del rumore ambientale o di altri effetti di decoerenza. Questa svolta ha implicazioni significative per l’informatica quantistica, la crittografia quantistica e le applicazioni di rilevamento quantistico.

L'impostazione sperimentale:

Gli scienziati hanno utilizzato una configurazione che prevedeva un fascio di singoli fotoni (particelle di luce) che passavano attraverso un circuito ottico appositamente progettato. Inizialmente i fotoni erano intrecciati, ma dopo l'interazione con l'ambiente, il loro entanglement è stato interrotto.

Il processo di restauro:

Per ripristinare l'entanglement, i ricercatori hanno utilizzato una tecnica chiamata "controllo del feedback quantistico". In questo approccio viene eseguita una misurazione della polarizzazione del fotone (una proprietà quantistica correlata al suo orientamento) e i risultati vengono utilizzati per regolare il circuito ottico in tempo reale.

Questo meccanismo di feedback consente la manipolazione della funzione d'onda dei fotoni, ripristinando efficacemente il loro entanglement. La tecnica impiegata si basa sul principio della correzione degli errori quantistici, che è essenziale per mantenere l'affidabilità dei sistemi di elaborazione delle informazioni quantistiche in presenza di rumore ed errori.

Significato:

La capacità di ripristinare l’entanglement apre nuove possibilità per l’elaborazione e la comunicazione delle informazioni quantistiche. Migliora la robustezza dei sistemi quantistici contro gli effetti di decoerenza, che possono essere particolarmente dannosi nelle implementazioni pratiche delle tecnologie quantistiche.

Questa svolta apre anche la strada all’esplorazione di aspetti fondamentali della meccanica quantistica, come lo studio della non località quantistica e la caratterizzazione precisa delle dinamiche di entanglement in sistemi quantistici complessi.

Ripristinare l’entanglement nella luce quantistica districata è una pietra miliare importante nella fisica quantistica e rappresenta un passo significativo verso la realizzazione di tecnologie quantistiche pratiche che siano resilienti al rumore ambientale e alla decoerenza.