Fonte: Le Scienze17 novembre 2016Nuovo record per l'entanglement quantistico
Un esperimento ha dimostrato per la prima voltala correlazione quantistica a distanza tra dieci fotoni.Il risultato, ottenuto con una tecnica sperimentaleinnovativa, apre la strada ad applicazioninell'informazione quantistica e nel teletrasporto,ma ancora non basta a rendere competitivi icomputer quantisticidi Matteo Serra
fisicacomputer sciencefisica teoricaUn gruppo di ricercatori coordinati da Xi-Lin Wang,dell'University of Science and Technology of Chinadi Hefei, ha dimostrato per la prima voltal'entanglement quantistico tra dieci fotoni,migliorando il primato precedente: finoral'entanglement era stato ottenuto al massimotra otto fotoni.I risultati dell'esperimento sono stati pubblicatisu "
Physical Review Letters".L'entanglement, uno dei fenomeni più affascinantie controversi della meccanica quantistica, è unacorrelazione che lega particelle a distanza:quando due particelle sono entangled, una misuradello stato quantistico dell'una influenza anchelo stato dell'altra (e viceversa), qualunque sia ladistanza tra le due.Le possibili applicazioni dell'entanglement sonomolteplici, dalla crittografia al teletrasporto finoai computer quantistici (gli elaboratori del futurobasati sui principi della meccanica quantistica, ingrado di sviluppare una potenza di calcoloestremamente superiore ai computer classici).Tuttavia, gli esperimenti che puntano a ottenere l'entanglement tra più particelle presentanoancora importanti limitazioni.In particolare, l'efficienza dei processi cheproducono particelle entangled, e di conseguenzala quantità stessa di particelle create, è ancorapiuttosto bassa.Apparato sperimentale per la produzione difotoni entangled (Wikimedia Commons)La maggiorparte degli esperimenti di entanglement quantisticousa fotoni (i quanti di luce).In questi esperimenti, tipicamente si sfruttano leproprietà di particolari cristalli, come quelli di boratodi bario: illuminati da un laser, i cristalli convertonouna piccola frazione di fotoni incidenti in una coppiadi fotoni entangled. Questi vengono raccolti e messi a loro volta inentanglement con coppie di fotoni prodotte da altricristalli. I fotoni in uscita dai cristalli, però, sonoemessi in direzioni diverse e con polarizzazioni opposte(la polarizzazione è la direzione di oscillazione delcampo elettromagnetico associato ai fotoni): è questofattore che rende l'efficienza di raccolta dei fotoniabbastanza bassa (attorno al 40 per cento) e limitail numero totale di fotoni entangled prodotti.Per migliorare l'efficienza, Wang e colleghi hannoavuto l'idea di produrre ciascuna coppia di fotonientangled tramite un sistema di due cristalli moltovicini tra loro, separati da un dispositivo ottico ingrado di modificare la polarizzazione dei fotoni prodotti.Questa configurazione a "sandwich" generacoppie di fotoni che viaggiano nella stessa direzionee con la stessa polarizzazione, aumentandonotevolmente l'efficienza di produzione (fino al 70per cento). Per creare l'entanglement a dieci fotoni,i ricercatori hanno disposto in fila cinque di questestrutture a sandwich, illuminandole con un laser a0,57 watt di potenza e raccogliendo i fotoni prodottitramite un altro strumento ottico.Il risultato ottenuto dai ricercatori cinesi rappresentaun importante passo avanti soprattutto per lepossibili applicazioni nel settore dell'informazionequantistica (per esempio nell'elaborazione di codiciper la correzione degli errori casuali nei computerquantistici) e negli esperimenti sul teletrasporto,mentre non è ancora sufficiente a rendere i computerquantistici competitivi con quelli classici.