L’idea alla base di Internet quantistica è la trasmissione di informazioni sotto forma di bit quantici (qubit) tra 2 processori quantistici separati. Nel complesso, l’entanglement quantistico è piuttosto adatto per attività che richiedono coordinamento, sincronizzazione o privacy. Le comunicazioni sicure sono viste come uno dei santi graal che potenzialmente potrebbero essere raggiunti con l’internet quantistico. Non è quindi una grande sorpresa che l’esercito americano sia interessato a questa tecnologia. 

Gli scienziati dell’Università di Innsbruck, finanziati dall’esercito americano, hanno raggiunto un record per il trasferimento di entanglement quantico tra materia e luce su una distanza di 50 chilometri (circa 31 miglia). Hanno condiviso i loro risultati sulla rivista: Nature Quantum Information  (npj).

L’entanglement è una correlazione che può essere generata tra oggetti quantistici come i qubit. Quando due qubit sono intrecciati e viene fatta un’osservazione su uno, ciò influenzerà il risultato di una misurazione effettuata sull’altro, anche se quel secondo qubit è materialmente molto lontano dal primo qubit.

Il dottor Ben Lanyon, il principale ricercatore del progetto, ha dichiarato che la distanza record raggiunta di 50 chilometri è di 2 ordini di grandezza superiori a quelli precedentemente raggiungibili. Ha aggiunto che questa distanza è un punto di partenza pratico per la costruzione di reti quantistiche interurbane. 

Se mai vogliamo stabilire una rete quantistica funzionale, è essenziale distribuire l’entanglement quantico tra le città. Una rete quantistica intercity consisterebbe in nodi di rete distanti di qubit fisici che sono intrecciati nonostante la grande distanza tra loro.

La dott.ssa Sara Gamble, una responsabile del programma dell’esercito che sponsorizza la ricerca, ha dichiarato che questo rappresenta un passo significativo nella direzione della realizzazione di intrecci distribuiti su larga scala. Ha aggiunto che la qualità dell’entanglement (dopo aver percorso una distanza considerevole attraverso cavi in ​​fibra ottica) è abbastanza elevata all’altra estremità da soddisfare alcune delle condizioni per alcune delle più impegnative funzioni di rete quantistica. 

Gli scienziati di Innsbruck hanno sperimentato un atomo di calcio catturato in una trappola ionica. Usando raggi laser, hanno scritto uno stato quantico sullo ione e simultaneamente lo hanno stimolato ad emettere un fotone in cui sono memorizzati i dati quantistici. Di conseguenza, gli stati quantici dell’atomo e la particella di luce si sono intrecciati. La difficoltà sta nel trasferire il fotone su cavi in ​​fibra ottica. 

Il dott. Lanyon ha affermato che il fotone rilasciato dallo ione calcio aveva una lunghezza d’onda di 854 nanometri e viene rapidamente assorbito dalla fibra ottica. Di conseguenza, il gruppo di ricerca inizialmente ha inviato la particella di luce attraverso un cristallo non lineare illuminato da un intenso laser. In tal modo, la lunghezza d’onda del fotone è stata cambiata in un valore ottimizzato per il viaggio a lunga distanza attraverso cavi in ​​fibra ottica. Il risultato fu che dopo aver percorso 50 chilometri, le particelle erano ancora intrappolate.

Sono ancora i primi giorni per quanto riguarda un’Internet quantistico mondiale, ma è chiaro che gli scienziati stanno facendo passi da gigante in questo settore. 

Fonti e ulteriori letture: Entanglement di materia leggera su 50 km di fibra ottica / rete Quantium / entanglement quantistico / comunicato stampa US Army Research Laboratory