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flauto quantistico

26.07.2022

Gli scienziati americani hanno creato un "flauto quantico" in grado di far muovere i fotoni in sincronia e interagire tra loro, cosa che in natura non fanno quasi mai. Il dispositivo potrebbe aiutare a migliorare i futuri progetti di computer quantistici.

Come l'omonimo strumento musicale, il "flauto quantico" della squadra è un pezzo di metallo con una lunga cavità al centro, a cui si accede da una serie di fori dalla superficie. Ma questo dispositivo non è progettato per le onde sonore, ma per la luce.

"Proprio come con uno strumento musicale, puoi inviare una o più lunghezze d'onda di fotoni attraverso tutto e ogni lunghezza d'onda crea una 'nota' che può essere utilizzata per codificare informazioni quantistiche", ha affermato David Schuster, autore principale dello studio.

Nei loro esperimenti con il dispositivo, i ricercatori sono stati in grado di controllare l'interazione di un massimo di cinque note, o qubit, allo stesso tempo, utilizzando un circuito elettrico superconduttore come qubit principale. Ciò dimostra che se il sistema viene ampliato, può semplificare notevolmente la gestione dei futuri computer quantistici.

"Se volessi costruire un computer quantistico con 1 bit e potessi controllarli tutti con un solo bit, sarebbe incredibilmente prezioso", ha detto Schuster.

Un "flauto quantico" è un pezzo di metallo con fori praticati in esso che può catturare e manipolare fotoni di diverse lunghezze d'onda per codificare informazioni quantistiche. Ma forse la cosa più strana di questo "flauto quantico" è che funziona manipolando i fotoni per fare cose che raramente fanno in natura.

Queste particelle di luce di solito non interagiscono tra loro, cioè passano o addirittura l'una attraverso l'altra. In determinate condizioni, a volte possono essere fatti interagire in coppia, ma nel nuovo dispositivo il team è stato in grado di far interagire tutti i fotoni tra loro contemporaneamente, dopo che l'energia nel sistema ha raggiunto un punto critico.

Di solito, la maggior parte delle interazioni tra particelle sono uno contro uno: due particelle rimbalzano o sono attratte l'una dall'altra. Se ne aggiungi un terzo, tendono comunque a interagire in modo coerente tra loro. Ma in questo sistema interagiscono tutti simultaneamente.

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