Un nuovo approccio al Quantum Computing on chip

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tecnologiaAttualmente sono disponibili dispositivi in grado di crittografare informazioni in codifiche “unbreakable” grazie ai recenti sviluppi dell’ottica quantistica basati sulla generazione di specifiche coppie di fotoni.  Un ulteriore sviluppo in questa direzione arriva dal lavoro di un team internazionale di ricerca guidato dall’Institut National de la Recherche Scientifique (INRS) dell’Università Canadese del Quebec. In dettaglio, è stata concepita una nuova metodologia per ottenere un diversa sorgente di coppie di fotoni che può essere integrata direttamente all’interno di un chip in uno spazio equivalente a un millimetro quadrato, aprendo la strada a una nuova generazione di CPU Core per Quantum Computing, e questo creando un micro-anello di risonanza in cui avviene un’interazione tra due fotoni polarizzati. Da sottolineare che una delle proprietà della luce sfruttate nell’ottica quantistica è proprio la polarizzazione dei fotoni, che essenzialmente si traduce nella direzione di oscillazione del campo elettrico associato a un fotone. Finora si era riusciti solo a generare fotoni con la stessa polarizzazione, orizzontale o verticale, che è poi quella del raggio laser di pompa, con il processo di “entanglement quantistico”, termine con cui si indica in generale un intreccio tra le proprietà di particelle, ottenuto con una successiva procedura sofisticata di mixing dei diversi stati. Il nuovo metodo per la generazione di coppie di fotoni cross-polarized si basa sull’uso di due raggi laser a diversa lunghezza d’onda, di cui uno polarizzato verticalmente e l’altro orizzontalmente. Ma così facendo, almeno nelle prime sperimentazioni, si correva il rischio di distruggere il fragile stato quantistico dei fotoni. Grazie al contributo dei ricercatori della RMIT University di Melbourne e della City University di Hong Kong, pionieri nel nuovo approccio dei risonatori micro-ring, in sostanza una cavità ottica con un diametro dalle decine alle centinaia di micron, si è riusciti a eliminare gli effetti negativi con anche un’amplificazione del processo quantistico. Come risultato finale, è ora possibile mixare polarizzazioni diverse in un chip e con una potenza estremamente bassa il dispositivo è in grado di generare direttamente coppie di fotoni con polarizzazioni ortogonali utilizzabili per protocolli quantistici di comunicazione ed elaborazione.

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