Servizio Comunitario di Informazione in materia di Ricerca e Sviluppo - CORDIS

L’entanglement quantistico aumenta le informazioni trasportate dai fotoni

Gli scienziati finanziati dall’UE hanno dimostrato un metodo scalabile e a richiesta per sfruttare i fotoni che sono collegati tra loro, a prescindere dalla loro distanza, ossia un fenomeno conosciuto come entanglement quantistico.
L’entanglement quantistico aumenta le informazioni trasportate dai fotoni
L’utilizzo delle proprietà quantistiche dei fotoni come l’energia e lo spin per la realizzazione di reti ottiche quantistiche è particolarmente interessante, in quanto i fotoni sono immuni ai disturbi presenti nell’ambiente circostante. Inoltre, essi sono facilmente manipolabili e soggetti a rilevamento ad alta efficienza.

Per di più, mentre le forti interazioni a livello del singolo fotone sono difficili da raggiungere, è possibile avviarle tra più fonti di fotoni. Gli scienziati che lavorano al progetto QOCO (Quantum optical control), finanziato dall’UE, hanno creato reti ottiche quantistiche mediante un oscillatore parametrico ottico guidato da treni di impulsi a femtosecondi.

I treni di impulsi a femtosecondi sono stati prodotti da un oscillatore in titanio-zaffiro con accoppiamento di modi in grado di produrre treni a 76 MHz di impulsi da 140 femtosecondi. La seconda armonica (~ 280 femtosecondi) è servita a pompare l’oscillatore parametrico ottico in modo sincrono.

In particolare, i treni di impulsi a femtosecondi contenevano fino a 10 000 modi di frequenza individuali. L’iniezione simultanea di tutti questi modi ha prodotto un’intricata rete di correlazioni di frequenza. Gli scienziati hanno sfruttato un oscillatore parametrico ottico per accedere a tali stati.

L’oscillatore parametrico ottico è stato selezionato per avere una gamma spettrale libera (o diversamente, finezza) corrispondente al tasso di ripetizione dei treni di impulsi. Per caratterizzare completamente l’entanglement spettrale in questo pettine di frequenza, gli scienziati hanno utilizzato una sagomatura degli impulsi ultraveloce.

Ogni possibile combinazione di bande spettrali risulta essere in sovrapposizione. Questo entanglement con policromia indica il concetto classico di multiplex a divisione di lunghezza d’onda nel dominio quantico, aumentando la capacità del canale quantistico.

L’assenza di qualsiasi forma parzialmente separabile implica che l’oscillatore parametrico ottico è una fonte pratica e compatta di stati quantistici correlati in modo massiccio. La rete di canali quantistici presenti nella struttura dell’ampio pettine di frequenze dovrebbe trovare numerose applicazioni in metrologia quantistica così come nell’informatica quantistica.

Informazioni correlate

Keywords

Entanglement quantistico, fotoni, reti ottiche quantistiche, treni di impulsi a femtosecondi, metrologia quantistica
Numero di registrazione: 180996 / Ultimo aggiornamento: 2016-04-12
Dominio: TI, Telecomunicazioni