I ricercatori della facoltà di fisica dell'Università di Vilnius hanno sviluppato un modello teorico che utilizza la luce per «programmare» in anticipo gli atomi senza la necessità di campi magnetici esterni.
Secondo il concetto degli autori, la luce prima «programma» gli atomi, e poi il mezzo atomico pre-preparato cambia la forma e la polarizzazione dei complessi fasci laser.
Al centro del modello ci sono i vortici ottici: fasci con una struttura di fronte d'onda a spirale, dove l'intensità scende a zero nel «nucleo». La dimensione della regione scura è determinata dalla carica topologica, che «non è limitata e può assumere qualsiasi valore intero positivo e negativo».
In pratica, possono essere ottenuti fino a 10.000 stati diversi — e l'informazione può essere codificata in qudits piuttosto che in un sistema qubit a due stati.
Per controllare i vortici vettoriali, i ricercatori hanno esaminato l'interazione di un fascio con un gas atomico in cui gli atomi hanno tre livelli energetici. Nel modello, il mezzo preparato eredita il pattern spaziale della luce: in alcune regioni gli atomi assorbono la radiazione in modo più forte, in altre diventano quasi trasparenti. Poi inizia il feedback — la risposta atomica ricostruisce il fascio stesso.
Invece di una semplice struttura ad anello, appare un pattern a petalo con diverse regioni luminose attorno al centro — anche la struttura di polarizzazione cambia. In precedenza, tale controllo richiedeva solitamente potenti campi magnetici esterni e attrezzature complesse.
Teoricamente, questo sviluppo apre la strada a processori quantistici più veloci, reti di comunicazione quantistica altamente sicure e sensori ottici ultra-precisi.
Ricordiamo che il 17 giugno uno dei sedici laboratori nazionali del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, i Laboratori Nazionali Sandia, e lo sviluppatore di computer quantistici Quantinuum hanno pubblicato un articolo sottoposto a revisione paritaria sul computer quantistico a 98 qubit Helios.
Fonte: ForkLog
