La comunicazione quantistica “indistruttibile” si avvicina alla realtà

In un mondo in cui la sicurezza delle informazioni sta diventando sempre più cruciale, una promettente scoperta scientifica potrebbe trasformare il modo in cui comunichiamo. I ricercatori hanno infatti recentemente sviluppato una nuova sorgente luminosa in grado di generare fotoni estremamente potenti ed entangled. Questa scoperta apre la strada a una futura Internet quantistica, una rete di comunicazione rivoluzionaria che potrebbe fornire velocità e sicurezza senza precedenti.

Cos’è l’Internet quantistica?

Per comprendere l’Internet quantistica è essenziale conoscere il concetto di fotoni impigliati. Nella meccanica quantistica, due fotoni possono essere intrecciati, nel senso che sono collegati in modo tale che le informazioni su uno possono influenzare istantaneamente l’altro, non importa quanto siano distanti. Questa proprietà potrebbe consentire scambi di informazioni istantanei e completamente sicuri. In teoria, una rete basata su questi fotoni entangled potrebbe effettivamente trasmettere dati a una velocità prossima a quella della luce pur essendo inviolabile dagli attuali metodi di hacking.

Tuttavia, la creazione di un’Internet quantistica funzionante non è priva di sfide. Uno degli ostacoli maggiori è che i fotoni perdono qualità quando percorrono lunghe distanze. Affinché i dati rimangano affidabili, i fotoni devono conservare la loro coerenza quantisticauna proprietà essenziale che garantisce che le informazioni rimangano intatte. Finora le fonti luminose disponibili non erano sufficientemente potenti da mantenere questa uniformità su grandi distanze.

Una scoperta decisiva

Scienziati provenienti da diverse parti del mondo hanno recentemente fatto un importante passo avanti in questo campo. Ne hanno sviluppato uno nuovo fonte di luce in grado di produrre fotoni con a luminosità eccezionalmente elevata. Questo progresso è cruciale, perché risponde a una delle principali sfide della comunicazione quantistica: la perdita di qualità dei fotoni durante la loro trasmissione. I ricercatori hanno combinato due strumenti chiave per raggiungere questo traguardo: un emettitore di punti fotonici e un risonatore quantistico. Il primo è un dispositivo che genera singoli fotoni con maggiore precisione. Il secondo è uno strumento che rafforza le proprietà quantistiche dei fotoni prodotti.

Combinando queste tecnologie, gli scienziati hanno quindi creato un sistema in cui i fotoni possono essere emessi con a massimo entanglement polarizzatoil che significa che mantengono la loro qualità quantistica in modo ottimale. Inoltre, a attuatore piezoelettrico veniva utilizzato per regolare i fotoni emessi con incredibile precisione. Questo dispositivo è in grado di generare una carica elettrica in risposta allo stress, che migliora ulteriormente la qualità dei fotoni.

I risultati dei test hanno mostrato che i fotoni generati da questo nuovo dispositivo avevano un fedeltà all’intreccio e uno efficienza di estrazione alto. In altre parole, ogni fotone non solo è sufficientemente luminoso da essere utile, ma conserva anche bene le sue proprietà quantistiche essenziali.

Sfide da superare

Sebbene questa scoperta sia promettente, dovrà ancora affrontare alcune sfide. Una delle preoccupazioni principali è l’uso di materiali tossicicome l’arseniuro di gallio, necessario per realizzare l’emettitore di fotoni. Presentano infatti rischi per la salute e per l’ambiente, il che ne limita l’uso su larga scala. I ricercatori dovranno trovare alternative più sicure in modo che questa tecnologia possa essere utilizzata su più ampia scala.

Inoltre, sebbene la tecnologia abbia fatto progressi significativi, c’è ancora molto lavoro da fare affinché l’Internet quantistica diventi una realtà. I ricercatori devono integrare nuove strutture, come i diodi, per migliorare la coerenza dei fotoni e ridurre gli effetti della decoerenza in cui i fotoni perdono il loro entanglement.

Tuttavia, questa tecnologia offre uno sguardo affascinante sul futuro forse non così lontano delle comunicazioni e della trasmissione dei dati.

I dettagli dello studio sono pubblicati sulla rivista eLuce.