Ricercatori hanno scoperto un nuovo metodo per impiantare qubit all’interno di circuiti fotonici. Il diamante "può essere opportunamente ingegnerizzato"
Il diamante per le reti quantistiche
Il diamante servirà per le reti quantistiche del futuro, come dimostra uno studio dell’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Cnr e dell’Università di Ulm, pubblicato su Acs Photonics. I ricercatori hanno individuato un nuovo metodo per impiantare qubit all’interno di circuiti fotonici, utilizzando così sistemi di calcolo quantistico in diamante. Le reti quantistiche si basano infatti su sistemi connessi l’uno all’altro per il trasferimento di informazioni utilizzando proprietà quanto-meccaniche. Come spiegano gli studiosi, la capacità di modificare la luce a livello di singolo fotone in un dispositivo integrato è un requisito fondamentale per sviluppare la nuova generazione di reti quantistiche e poter realizzare ad esempio computer avanzati.
Lo studio, nato dalla collaborazione tra i gruppi di ricerca guidati da Shane Eaton dell’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ifn) di Milano e da Alexander Kubanek dell’Università di Ulm, ha sviluppato un nuovo metodo di fabbricazione innovativo ed ibrido per realizzare circuiti fotonici utilizzando il diamante. Si tratterebbe di una tecnologia per creare bit quantistici.
La ricerca: “I diamanti possono essere ingegnerizzati”
“Nel diamante sono presenti, e possono essere opportunamente ingegnerizzati, dei difetti reticolari in grado di essere utilizzati come qubit” ha spiegato Shane Eaton del Cnr-Ifn. Il ricercatore ha proseguito: “Si tratta dei centri di colore, posizioni reticolari dove è presente un’impurezza e manca un atomo di carbonio, e nei quali è possibile codificare, controllare e manipolare l’informazione quantistica sotto forma di qubit. Tale particolare morfologia rende il diamante un candidato promettente per le tecnologie quantistiche”.
Il team italiano, con il proprio lavoro, ha dimostrato che i qubit possono essere collocati con precisione all’interno dei circuiti fotonici formati mediante laser in diamante. Come hanno spiegato i ricercatori, i laser a femtosecondi, che emettono impulsi brevissimi e ravvicinati, “possono creare nel diamante connessioni fotoniche, che sono i mattoncini fondamentali necessari per il calcolo quantistico”. Si possono realizzare inoltre qubit: “Con questa nuova tecnica abbiamo sviluppato un chip integrato in diamante, in grado di ingegnerizzare la luce a livello di singolo fotone” ha spiegato Eaton. Adesso il prossimo passo sarà quello di fabbricare un circuito fotonico tridimensionale che renderà possibili i sistemi per il calcolo quantistico.
