I ricercatori intrappolano gli ioni attraverso un 230

Sep 24, 2023

2 febbraio 2023

Questo articolo è stato rivisto in base al processo editoriale e alle politiche di Science X. Gli editori hanno evidenziato i seguenti attributi garantendo al tempo stesso la credibilità del contenuto:

verificato

pubblicazione sottoposta a revisione paritaria

fonte attendibile

correggere le bozze

dall'Università di Innsbruck

In precedenza gli ioni intrappolati venivano catturati solo nello stesso laboratorio. Ora, i team guidati da Tracy Northup e Ben Lanyon dell’Università di Innsbruck hanno intrecciato due ioni su una distanza di 230 metri.

I nodi di questa rete erano ospitati in due laboratori presso il Campus Technik a ovest di Innsbruck, in Austria. L’esperimento mostra che gli ioni intrappolati sono una piattaforma promettente per le future reti quantistiche che si estendono su città ed eventualmente continenti.

Gli ioni intrappolati sono uno dei sistemi principali per costruire computer quantistici e altre tecnologie quantistiche. Per collegare più sistemi quantistici di questo tipo, sono necessarie interfacce attraverso le quali le informazioni quantistiche possano essere trasmesse.

Negli ultimi anni, i ricercatori guidati da Northup e Lanyon presso il Dipartimento di Fisica Sperimentale dell'Università di Innsbruck hanno sviluppato un metodo per farlo intrappolando gli atomi in cavità ottiche in modo tale che l'informazione quantistica possa essere trasferita in modo efficiente alle particelle di luce. Le particelle di luce possono quindi essere inviate attraverso fibre ottiche per collegare gli atomi in posizioni diverse.

Ora, i loro team, insieme ai teorici guidati da Nicolas Sangouard dell’Università Paris-Saclay, hanno per la prima volta intrecciato due ioni intrappolati a più di pochi metri di distanza.

I due sistemi quantistici sono stati allestiti in due laboratori, uno nell'edificio che ospita il Dipartimento di Fisica Sperimentale e uno nell'edificio che ospita l'Istituto di Ottica Quantistica e Informazione Quantistica dell'Accademia Austriaca delle Scienze.

"Fino ad ora, gli ioni intrappolati erano legati tra loro solo su pochi metri nello stesso laboratorio. Questi risultati sono stati ottenuti anche utilizzando sistemi di controllo condivisi e fotoni (particelle leggere) con lunghezze d'onda che non sono adatte a viaggiare su distanze molto più lunghe, " spiega Lanyon.

Dopo anni di ricerca e sviluppo, i fisici di Innsbruck sono ora riusciti a legare due ioni attraverso il campus. "Per fare questo, abbiamo inviato singoli fotoni intrecciati con gli ioni su un cavo in fibra ottica di 500 metri e li abbiamo sovrapposti l'uno all'altro, scambiando l'entanglement con i due ioni remoti", afferma Northup, descrivendo l'esperimento. “I nostri risultati mostrano che gli ioni intrappolati sono una piattaforma promettente per realizzare future reti distribuite di computer quantistici, sensori quantistici e orologi atomici”.

I team di Lanyon e Northup fanno parte della Quantum Internet Alliance, un progetto internazionale nell'ambito del Quantum Flagship dell'Unione Europea. Gli ultimi risultati sono stati pubblicati su Physical Review Letters.

Maggiori informazioni: V. Krutyanskiy et al, Entanglement of Trapped-Ion Qubits Separated by 230 Meters, Physical Review Letters (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.130.050803

Informazioni sul diario:Lettere di revisione fisica

Fornito dall'Università di Innsbruck