Controllo del 'wobble' nucleare: progresso nella conservazione dell'informazione quantistica all'università di Delft

RomeRicercatori dell'Università di Tecnologia di Delft nei Paesi Bassi hanno riuscito a controllare i movimenti all'interno del nucleo di un atomo, avanzando nello stoccaggio dell'informazione quantistica. Si sono concentrati su un singolo atomo di titanio-47 (Ti-47), che ha un nucleo leggermente magnetico perché ha un neutrone in meno rispetto al titanio-48. Questo magnetismo, chiamato 'spin', potrebbe essere significativo per l'archiviazione delle informazioni quantistiche.

Il nucleo è solitamente isolato dal suo ambiente e distante dagli elettroni. Tuttavia, attraverso un processo chiamato "interazione iperfine", lo spin nucleare può essere influenzato dallo spin di un elettrone. Questo processo richiede un campo magnetico molto piccolo e preciso per funzionare.

La ricerca mette in evidenza questi punti salienti:

• Utilizzando un impulso di tensione, i ricercatori hanno interrotto lo spin dell'elettrone.
• Per una frazione di microsecondo, il nucleo e l'elettrone hanno ruotato insieme.
• L'interazione è stata attentamente osservata con un microscopio a scansione tunnel.
• I calcoli hanno dimostrato che nessuna informazione quantistica è andata persa durante questa interazione.

Il capo del team di ricerca, Sander Otte, ha affermato che la capacità di influenzare la materia su scala così microscopica va oltre la semplice teoria. Questa tecnologia potrebbe essere utile per l'archiviazione delle informazioni quantistiche.

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Conservare l'informazione quantistica nel nucleo di un atomo aiuta a proteggerla dalle interferenze esterne, rendendo i sistemi di calcolo quantistico più sicuri e stabili. L'informazione quantistica è estremamente delicata e può facilmente andare persa o essere corrotta da fattori esterni. Mantenerla all'interno del nucleo riduce significativamente questi problemi.

Questa scoperta conferma le previsioni di Schrödinger sulla meccanica quantistica e contribuisce all'avanzamento del quantum computing reale. Gestendo con precisione gli spin di elettroni e nuclei, i ricercatori possono sviluppare nuovi metodi per eseguire calcoli quantistici e proteggere i dati in modo sicuro.

Lukas Veldman, che ha dato un grande contributo alla sua ricerca di dottorato, ha sottolineato che queste operazioni sono estremamente delicate. Ha menzionato che l'interazione iperfine funziona solo entro un intervallo di campo magnetico molto specifico.

Questo esperimento dimostra che gli esseri umani possono controllare la materia a un livello quantistico, il che potrebbe portare a significativi avanzamenti nell'immagazzinamento delle informazioni quantistiche. Tale progresso potrebbe essere fondamentale per lo sviluppo di computer quantistici pratici, trasformando il futuro dell'archiviazione e dell'elaborazione dei dati.