I ricercatori della Leibniz University di Hannover hanno sviluppato una tecnologia per trasmettere fotoni intrecciati attraverso fibre ottiche, che potrebbe consentire l’integrazione di internet quantistica e convenzionale, promettendo una maggiore sicurezza e un uso efficiente delle infrastrutture esistenti.
Cos’è esattamente l’Internet quantistica?
L’internet quantistica rappresenta una rivoluzione nel campo della comunicazione, promettendo di superare i limiti dell’attuale internet e di aprire nuove frontiere tecnologiche.
Mentre l’internet tradizionale si basa sulla trasmissione di informazioni codificate in bit (0 o 1), essa utilizza i qubit, l’unità fondamentale dell’informazione quantistica. A differenza dei bit, essi possono esistere in più stati contemporaneamente, grazie a un fenomeno noto come sovrapposizione quantistica. Questa caratteristica conferisce una potenza di calcolo e una capacità di comunicazione senza precedenti.
Quali sono i vantaggi dell’internet quantistica?
Sicurezza inattaccabile: La crittografia quantistica, alla base della stessa, garantisce una sicurezza praticamente inviolabile. Qualsiasi tentativo di intercettare una comunicazione ne altera inevitabilmente lo stato, rendendo immediatamente evidente l’intrusione.
Velocità di calcolo senza precedenti: I computer quantistici, che sfruttano i qubit, sono in grado di risolvere problemi complessi in tempi molto più brevi rispetto ai computer classici.
Nuovi algoritmi e applicazioni: L’internet quantistica apre la porta a nuovi algoritmi e applicazioni in svariati campi, dalla medicina alla finanza, dalla scienza dei materiali all’intelligenza artificiale.
Come funziona l’internet quantistica?
Questa tecnologia si basa su una rete di nodi quantistici interconnessi. Questi possono essere atomi, fotoni o altri sistemi quantistici. L’informazione viene trasmessa tra i nodi tramite fenomeni quantistici come l’entanglement, che correla lo stato di due particelle indipendentemente dalla distanza che le separa.
Un team di quattro ricercatori dell’Istituto di fotonica dell’Università Leibniz di Hannover ha sviluppato un innovativo sistema trasmettitore-ricevitore per la trasmissione di fotoni aggrovigliati tramite fibra ottica.
Questa svolta potrebbe consentire alla prossima generazione di tecnologie di telecomunicazione, l’Internet quantistica, di essere instradata tramite fibre ottiche. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Science Advances.
Il Professor Dottor Michael Kues, Direttore dell’Institute of Photonics e Membro del Consiglio del PhoenixD Cluster of Excellence presso la Leibniz University di Hannover, ha dichiarato: “Per rendere l’Internet quantistica una realtà, dobbiamo trasmettere fotoni entangled tramite reti in fibra ottica. Vogliamo anche continuare a utilizzare le fibre ottiche per la trasmissione di dati convenzionali. La nostra ricerca è un passo importante per combinare l’Internet convenzionale con l’Internet quantistica”.
Internet quantistica e convenzionale: un nuovo esperimento
Nel loro esperimento, i ricercatori hanno dimostrato che l’intreccio dei fotoni viene mantenuto anche quando vengono inviati insieme con un impulso laser.
Philip Rübeling, ricercatore presso l’Institute of Photonics, ha spiegato: “Possiamo cambiare il colore di un impulso laser con un segnale elettrico ad alta velocità in modo che corrisponda al colore dei fotoni intrecciati. Questo effetto ci consente di combinare impulsi laser e fotoni intrecciati dello stesso colore in una fibra ottica e di separarli di nuovo”.
Questo effetto potrebbe integrare l’internet convenzionale con l’internet quantistica. Finora, non è stato possibile utilizzare entrambi i metodi di trasmissione per colore in una fibra ottica.
Jan Heine, ricercatore nel gruppo di Kues, ha affermato: “I fotoni aggrovigliati bloccano un canale dati nella fibra ottica, impedendone l’uso per la trasmissione dati convenzionale”.
Con il concetto dimostrato per la prima volta nell’esperimento, i fotoni possono ora essere inviati nello stesso canale colore della luce laser. Questo implica che tutti i canali colore potrebbero ancora essere utilizzati per la trasmissione dati convenzionale. Il Prof. Michael Kues ha concluso: “Il nostro esperimento mostra come l’implementazione pratica di reti ibride può avere successo”.
