Combinare fotoni e atomi in sistemi quantici
Anche se questo risultato è ancora teorico, i computer quantistici promettono una rivoluzione nell'elaborazione delle informazioni. Mentre i computer tradizionali immagazzinano ed elaborano le informazioni sotto forma di bit con uno dei due valori "0" o "1", i computer quantistici sfrutterebbero la capacità delle particelle subatomiche di trovarsi in più di uno stato contemporaneamente. Le reti quantistiche potrebbero collegare sedi di calcolo quantistico attraverso lunghe distanze e consentire possibilità come la distribuzione quantistica di chiavi e il teletrasporto. In tutti i casi, per la comunità che studia la l'informatica quantistica, la sfida è importante. Per portare la tecnologia un passo avanti in direzione delle reti quantistiche, l'UE ha finanziato il progetto 40CACQED ("Entanglement with trapped ions in an optical cavity") che proponeva l'accoppiamento di ioni intrappolati - che rappresentano promettenti vettori d'informazione nei computer quantistici - con una cavità ottica. In questo modo si creerebbe un'interfaccia quantistica tra fotoni e atomi, che consentirebbe il trasferimento coerente di informazioni quantistiche tra luce e materia. Gli scienziati hanno ottenuto l'intrappolamento degli ioni utilizzando questa nuova trappola sotto vuoto ultraspinto. Parallelamente si costruiva una cavità ad alta finezza con più del doppio della separazione tra fibra e fibra in precedenza utilizzata negli esperimenti su atomi neutri. Inoltre, si è utilizzato un laser da 729 nm per indirizzare la transizione qubit e leggere le informazioni quantiche immagazzinate negli ioni. Utilizzando la spettroscopia di Raman sul sistema ioni-cavità, sono state sviluppate nuove tecniche per ottimizzare l'accoppiamento degli ioni alla cavità stessa. L'approccio del progetto 40CACQED all'intrappolamento degli ioni in una cavità ottica ha consentito il trasferimento coerente d'informazioni quantistiche tra luce e materia. Queste scoperte hanno importanti conseguenze per le future reti a sistema quantistico.
