Scritto da Annalisa Arci il 31.03.2014
Battuto il record delle 11 dimensioni. Usando due fotoni, un team internazionale di ricercatori ha creato in laboratorio una rete di particelle entangled in uno stato multidimensionale di sovrapposizione. Si parla di 103 dimensioni.
Questa nuova acquisizione teorica sarà fondamentale per l’implementazione di computer quantistici capaci di operare a velocità inimmaginabili, criptando le informazioni in totale sicurezza. L’articolo, già disponibile su arXiv.org, sarà presto pubblicato nei Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Esempio di sovrapposizione di stati bidimensionale. (Credit: Krenna et al. Generation and confirmation of a (100×100)-dimensional entangled quantum system. arXiv (arXiv:1306.0096 [quant-ph]) / via Universitat Autònoma de Barcelona).
Da tempo numerosi gruppi di ricerca stanno lavorando per combinare due delle caratteristiche più sorprendenti della meccanica quantistica. La sovrapposizione di stati e l’entanglement. Con sovrapposizione di stati si intende la capacità di un fotone di trovarsi in due luoghi diversi nello stesso momento. L’entanglement coinvolge invece due particelle che nascono legate in modo indissolubile indipendentemente dalla distanza che le separa. Ad esempio, se misuriamo lo spin dell’una, automaticamente conosciamo lo spin dell’altra, qualunque sia la distanza che le separa. L’evidenza di questi fenomeni ci costringe a rivedere profondamente non solo la logica classica ma anche altre strutture concettuali – in primis quelle di causalità, determinismo e realismo – che contribuiscono a forgiare la nostra visione e comprensione del mondo.Fino ad oggi, soprattutto per potenziare le capacità dei computer, gli scienziati hanno aumentato il numero di particelle correlate, ciascuna di esse posta in uno stato bidimensionale di sovrapposizione: un qubit. Utilizzando questo metodo è stato possibile realizzare stati entangled fino ad un massimo di 14 particelle. Il gruppo di ricerca diretto da Anton Zeilinger e Mario Krenn dell’Istituto di Ottica Quantistica dell’Accademia Austriaca delle Scienze ha compiuto un significativo passo avanti nel miglioramento dei sistemi quantistici entangled. “Abbiamo due gatti di Schrödinger che potevano essere vivi, morti o in 101 altri stati simultaneamente. Il risultato è un record nell’entanglement quantistico a molteplici dimensioni”, commenta Marco Huber (ricercatore del Group of Quantum Information and Quantum Phenomena, UAB). Invece di prendere molte particelle con un qubit di informazione ciascuna, gli scienziati hanno generato una sola coppia di fotoni entangled in cui ciascuno può trovarsi in più di cento stati, o in una qualsiasi delle sovrapposizioni possibili, un esperimento teoricamente più semplice di un entanglement con molte particelle. Il risultato, se sarà confermato in altre occasioni, sarà molto utile anche in crittografia, visto che permetterebbe di mantenere la sicurezza delle informazioni tenendo conto del rumore quantistico e delle possibili interferenze.
