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FISICA/ Fermate la luce e avrete i computer del futuro

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In effetti, dietro la scienza delle memorie quantistiche s’intrecciano le più affascinanti teorie della fisica. La relatività di Einstein determina un limite massimo invalicabile alla velocità della luce, ma non dice nulla sulla sua velocità minima. È noto che, in mezzi come il vetro, la luce può rallentare di circa un terzo dei suoi 300.000 chilometri al secondo, ma si tratta pur sempre di velocità formidabili.

 

Il metodo usato da Hedges sfrutta invece un fenomeno detto “trasparenza elettromagneticamente indotta”. Esso consiste nella proprietà dei materiali opachi di diventare trasparenti sotto l’effetto di un opportuno raggio laser ausiliario. È stato dimostrato che questo raggio rallenta enormemente la luce incidente, fino a farla fermare dopo averlo spento in modo estremamente lento. A questo punto il materiale contiene il pacchetto di luce nello stato quantistico in cui era stato preparato precedentemente: contiene cioè l’informazione che vogliamo conservare.

 

Ma una volta che abbiamo imprigionato questa informazione nel materiale, come facciamo a ritirarla fuori di nuovo? Il problema è tutt’altro che semplice, data la fragilità di uno stato quantico. Secondo il principio d’indeterminazione di Heisenberg, infatti, esiste un’incertezza intrinseca nella determinazione delle grandezze fisiche, che gioca un ruolo molto significativo nella descrizione del sistema.

 

Per questo, misurare una grandezza, ovvero eliminarne l’incertezza, provoca inevitabilmente un cambiamento dello stato del sistema. È fondamentale quindi poter ritirare il pacchetto di luce immagazzinato senza misurarlo, preservando quindi il suo stato. Per lo stesso motivo, caratteristica tipica di questa memoria quantistica è che l’informazione può essere letta solo una volta, rendendo tale tecnica estremamente interessante nel campo della sicurezza.

 

Finora, il problema di richiamare la luce immagazzinata senza alterarne lo stato quantistico aveva poca efficienza: meno del 17% rimaneva intatto. Gli esperimenti si basavano su vapori atomici a bassa temperatura come mezzo per imprigionare la luce. Il gruppo di ricercatori facenti capo all’università di Canberra, invece, ha sviluppato tecniche basate su materiali allo stato solido, come alcuni tipi di cristalli. Ebbene, i risultati sono molto buoni: le memorie ottenute presentano un’efficienza che si aggira intorno al 69%.

 

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