USA, progettata rete quantistica ultraveloce e di livello nazionale

Roma – Una rete quantistica ultraveloce e di livello nazionale che attraversi gli USA portando informazioni a velocità strabilianti. È quanto progettato da i ricercatori della University of Chicago Pritzker School of Molecular Engineering (PME) su “Physical Review Letters”. Gli studiosi hanno proposto un nuovo approccio per la realizzazione di una rete quantistica: costruire lunghi canali quantistici utilizzando tubi sigillati sotto vuoto con una serie di lenti distanziate. Queste guide di fascio sotto vuoto, di circa 20 centimetri di diametro, avrebbero una portata di migliaia di chilometri e capacità di oltre 10 trilioni di qubit al secondo, migliori di qualsiasi approccio di comunicazione quantistica esistente. I fotoni che codificano i dati quantistici si muoverebbero attraverso i tubi a vuoto e rimarrebbero focalizzati grazie alle lenti. “Crediamo che questo tipo di rete sia fattibile e abbia un grande potenziale”, ha affermato Liang Jiang , professore di ingegneria molecolare e autore senior del nuovo lavoro. “Potrebbe non solo essere utilizzato per comunicazioni sicure, ma anche per costruire reti di calcolo quantistico distribuito, tecnologie di rilevamento quantistico distribuito, nuovi tipi di telescopi e orologi sincronizzati”. Mentre i computer classici codificano i dati in bit convenzionali, rappresentati come 0 o 1, i computer quantistici si basano sui qubit, che possono esibire fenomeni quantistici. Questi fenomeni includono la sovrapposizione, una sorta di combinazione ambigua di stati, così come l’entanglement, che consente a due particelle quantistiche di essere correlate tra loro anche attraverso grandi distanze. Queste proprietà danno ai computer quantistici la capacità di analizzare nuovi tipi di dati e di archiviare e trasmettere informazioni in modi nuovi e sicuri. La connessione di più computer quantistici può renderli ancora più potenti, poiché le loro capacità di elaborazione dei dati possono essere messe in comune. Tuttavia, le reti solitamente utilizzate per connettere i computer non sono ideali perché non possono mantenere le proprietà quantistiche dei qubit. “Non puoi inviare uno stato quantistico su una rete classica”, ha spiegato Jiang. “Potresti inviare un pezzo di dati in modo classico, un computer quantistico può elaborarlo, ma il risultato viene poi nuovamente inviato in modo classico”. Alcuni ricercatori hanno testato metodi per usare cavi in fibra ottica e satelliti per trasmettere fotoni, che possono agire come qubit. I fotoni possono percorrere una breve distanza attraverso i cavi in fibra ottica esistenti, ma in genere perdono rapidamente le loro informazioni quando i fotoni vengono assorbiti. I fotoni rimbalzati verso i satelliti e di nuovo verso terra in una nuova posizione vengono assorbiti meno a causa del vuoto dello spazio, ma la loro trasmissione è limitata dall’assorbimento dell’atmosfera e dalla disponibilità dei satelliti. “Quello che volevamo fare era combinare i vantaggi di ciascuno di quegli approcci precedenti”, ha affermato Yuexun Huang , studente laureato presso il PME , il primo autore del nuovo lavoro. “Nel vuoto, puoi inviare molte informazioni senza attenuazione. Ma essere in grado di farlo a terra sarebbe l’ideale”. (30science.com)