Gli scienziati cinesi hanno stabilito un nuovo record mondiale per l'intreccio quantistico su lunghe distanze, raggiungendo l'intreccio di atomi freddi su 420 chilometri, quattro volte il precedente record. Il risultato, dettagliato in uno studio pubblicato sulla rivista peer-reviewed Physical Review Letters l'11 agosto, segna un grande balzo in avanti nella tecnologia della comunicazione quantistica. I ricercatori dell'Università di Scienza e Tecnologia della Cina a Hefei, guidati dal fisico Pan Jianwei, hanno dimostrato che gli stati entangled possono essere mantenuti su distanze così vaste utilizzando unità di memoria quantistica, aprendo la porta a reti quantistiche su larga scala.
L'esperimento ha coinvolto due unità di memoria quantistica, ciascuna contenente una nube di atomi di rubidio raffreddati al laser, posizionati a 420 chilometri di distanza e collegati tramite una fibra ottica. Questa configurazione ha permesso ai ricercatori di creare e sostenere l'intreccio tra gli atomi nonostante l'immensa distanza. Secondo il team di ricerca, questa pietra miliare supera il punto in cui la trasmissione diretta di informazioni quantistiche diventa fondamentalmente limitata da vincoli fisici. Il successo dell'esperimento suggerisce che la comunicazione quantistica potrebbe presto estendersi oltre i confini della città, consentendo il trasferimento sicuro di dati tra luoghi distanti.
L'intreccio quantistico, un fenomeno in cui le particelle diventano intrinsecamente collegate indipendentemente dalla loro separazione spaziale, è fondamentale per lo sviluppo delle tecnologie quantistiche. Mentre gli scienziati in precedenza sono riusciti ad intrecciare i fotoni su lunghe distanze attraverso collegamenti nello spazio libero o fibre ottiche, l'introduzione della memoria quantistica aggiunge complessità. La memoria quantistica consente la memorizzazione e il recupero degli stati quantistici, rendendola essenziale per mantenere la coerenza su lunghe distanze. In questo esperimento, le unità di memoria quantistica hanno agito da intermediari, preservando lo stato intricato durante la trasmissione.
I ricercatori hanno sottolineato che il loro lavoro fornisce una piattaforma per esplorare applicazioni di reti quantistiche al di là delle aree urbane. Tali reti potrebbero rivoluzionare le comunicazioni sicure, consentire l'elaborazione di dati ultra-veloci e supportare esperimenti scientifici avanzati. La capacità di mantenere l'entanglement su centinaia di chilometri rappresenta un passo fondamentale verso la realizzazione di un Internet quantistico globale, in cui le informazioni vengono trasmesse con sicurezza e velocità senza precedenti. Questa svolta si basa su anni di progressi nella scienza quantistica, in particolare in Cina, dove sono stati effettuati investimenti significativi nelle infrastrutture di ricerca quantistica.
Il paese ha già dimostrato sistemi di distribuzione di chiavi quantistiche in grado di proteggere le comunicazioni su migliaia di chilometri. Ora, con questo ultimo risultato, la Cina sembra essere in testa alla corsa per sviluppare tecnologie quantistiche pratiche che potrebbero ridefinire gli standard di comunicazione globali. Le implicazioni di questa ricerca si estendono oltre la fisica teorica. Dimostrando che l'entanglement può essere sostenuto su distanze così vaste, il team cinese ha affrontato una delle sfide chiave nello sviluppo delle reti quantistiche.
Le applicazioni future potrebbero includere la comunicazione quantistica basata su satelliti, in cui le particelle intrecciate sono condivise tra le stazioni terrestri e i satelliti in orbita, espandendo ulteriormente la portata delle tecnologie quantistiche.
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