In ottica quantistica, la generazione di coppie di fotoni entangled e spazialmente separate (ad esempio per la crittografia quantistica) è già una realtà. Finora, esso ha, però, non è stato possibile dimostrare un'analoga generazione e separazione spaziale di coppie di elettroni entangled nei solidi. I fisici dell'Università Leibniz di Hannover e della Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) hanno compiuto un passo decisivo in questa direzione. Hanno dimostrato per la prima volta l'emissione su richiesta di coppie di elettroni da un punto quantico a semiconduttore e verificato la loro successiva scissione in due conduttori separati.

I loro risultati sono stati pubblicati nell'attuale numero online della rinomata rivista Nanotecnologia della natura .

Un controllo e una manipolazione precisi degli stati della meccanica quantistica potrebbero aprire la strada ad applicazioni promettenti come i computer quantistici e la crittografia quantistica. In ottica quantistica, tali esperimenti sono già stati eseguiti da tempo. Questo, Per esempio, permette la generazione controllata di coppie di entangled, ma fotoni spazialmente separati, che sono di fondamentale importanza per la crittografia quantistica. Un'analoga generazione e separazione spaziale degli elettroni entangled nei solidi sarebbe di fondamentale importanza per future applicazioni, ma non è stato ancora dimostrato. I risultati di Hannover e Braunschweig sono un passo decisivo in questa direzione.

Come sorgente di elettroni, i fisici dell'Università Leibniz di Hannover e del PTB usarono le cosiddette pompe a singolo elettrone a semiconduttore. Controllato da impulsi di tensione, questi dispositivi emettono un numero definito di elettroni. La pompa a singolo elettrone è stata azionata in modo tale da rilasciare esattamente una coppia di elettroni per impulso in un canale semiconduttore. Una barriera elettronica semitrasparente divide il canale in due zone elettricamente distinte. Una misurazione di correlazione ha quindi registrato se le coppie di elettroni hanno attraversato la barriera, o se fossero riflesse o divise dalla barriera. Si potrebbe dimostrare che per parametri adeguati, più del 90% delle coppie di elettroni è stato diviso e separato spazialmente dalla barriera. Questo è un passo importante verso la prevista generazione e separazione di coppie di elettroni entangled nei componenti a semiconduttore.