Fibre ottiche innovative per l'era del calcolo quantistico: sviluppate presso l'Università di Bath

RomeFisici dell'Università di Bath hanno creato nuove fibre ottiche per il futuro del calcolo quantistico. Le tecnologie quantistiche hanno un enorme potenziale, come risolvere problemi complessi, sviluppare nuovi farmaci e garantire comunicazioni sicure.

Le fibre ottiche tradizionali utilizzate nelle reti via cavo attuali hanno nuclei solidi e non sono adatte per le comunicazioni quantistiche. Le nuove fibre sviluppate a Bath presentano un nucleo innovativo con sacche d'aria al loro interno, rendendole ideali per questo scopo.

La dottoressa Kristina Rusimova dell'Università di Bath ha spiegato che le loro fibre trasmettono la luce in un modo unico. Le fibre convenzionali limitano le lunghezze d'onda della luce a causa del vetro di silice, che non è adatto per sorgenti di singoli fotoni, qubit e altri componenti quantistici. Tuttavia, le fibre di Bath sono progettate per soddisfare queste specifiche esigenze.

Caratteristiche principali includono:

• Cuore con microstrutture e cavità d'aria
• Compatibilità con sorgenti di fotoni singoli e qubit
• Possibilità di integrazione di ripetitori quantistici

La luce e il suo potenziale nel calcolo quantistico

La luce ha un grande potenziale nel mondo del calcolo quantistico. I fotoni, particelle di luce, possiedono proprietà speciali. Una di queste proprietà è l'entanglement quantistico. Due fotoni entangled possono condividere e influenzare reciprocamente le loro informazioni, anche se distanti. Questo potrebbe portare a capacità di calcolo estremamente potenti. A differenza dei bit classici, i fotoni entangled possono essere contemporaneamente uno e zero.

Il Dr. Cameron McGarry, ex-collaboratore dell'Università di Bath, ha sottolineato l'importanza di una internet quantistica in un recente articolo. Questo nuovo tipo di internet richiederà fibre ottiche speciali, diverse da quelle attuali, che permetteranno di creare reti quantistiche su larga scala e di sviluppare nuove tecnologie.

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I ricercatori hanno affrontato le difficoltà nella creazione di un internet quantistico. Fibre speciali sono fondamentali per questo. Saranno cruciali per la comunicazione a lunga distanza e per i ripetitori quantistici, i quali aumentano il raggio d'azione della tecnologia quantistica.

Le fibre speciali hanno molti usi oltre a connettere nodi di rete. Possono facilitare il calcolo quantistico in questi punti, produrre fotoni entangled, cambiare lunghezze d'onda, funzionare come interruttori a bassa perdita o servire come memoria quantistica.

Il Dr. McGarry ha illustrato il funzionamento del design speciale di queste fibre. Grazie alle sacche d'aria, è possibile modificare il comportamento della luce per creare coppie di fotoni entangled, alterare i colori dei fotoni e intrappolare atomi all'interno delle fibre.

La Dott.ssa Kerrianne Harrington, ricercatrice post-dottorato, ha sottolineato i rapidi progressi nelle fibre ottiche microstrutturate. Queste sono di grande rilevanza per l'industria. La ricerca del team di Bath evidenzia sviluppi promettenti e potenziali vantaggi per le future tecnologie quantistiche.

Il dottor Alex Davis, borsista del programma Quantum Career Acceleration, ha spiegato che queste fibre possono trattenere la luce in modo stretto e trasportarla lontano. Questo è cruciale per la creazione di stati speciali di luce quantistica. Le applicazioni includono il calcolo quantistico, misurazioni precise e crittografia sicura.

L'obiettivo è realizzare un dispositivo quantistico più efficiente di un computer tradizionale. I ricercatori di Bath hanno identificato sfide che potrebbero aprire nuove direzioni di ricerca. Le fibre speciali che hanno creato potrebbero avvicinarci a questo traguardo.