Scienza quantistica in miniatura? Ecco come

La miniaturizzazione delle tecnologie quantistiche rappresenta un’innovazione importante. A presentarla è stata un team di scienziati dell’Università della California a Santa Barbara (UCSB). Si tratta di un sistema che permette di trasferire esperimenti quantistici, eseguiti in laboratori ingombranti, su minuscoli chip. Le sperimentazioni nel mondo quantistico richiedono condizioni estreme. In particolare, si tratta di temperature prossime allo zero assoluto. Necessarie per minimizzare il movimento degli atomi. Consentendo così l’osservazione e la manipolazione precisa dei fenomeni quantistici. Grazie a tali proprietà, è possibile realizzare strumenti avanzati per la misurazione del tempo. Oltre che per lo sviluppo di dispositivi di navigazione ultraprecisi e l’elaborazione delle informazioni attraverso i qubit. Unità fondamentali dell’informatica quantistica.

Arriva la miniaturizzazione nell’informatica quantistica

Uno degli intoppi alla diffusione delle tecnologie quantistiche è l’ingombro delle apparecchiature. In particolare, quelle per il raffreddamento e il confinamento degli atomi. Di solito, tali operazioni vengono effettuate con trappole magneto-ottiche tridimensionali (3D-MOT). Sistemi complessi basati su lenti, specchi e modulatori laser. A tal proposito, il team di ricerca guidato dal professor Daniel Blumenthal ha sviluppato una soluzione innovativa. La trappola magneto-ottica 3D

Utilizzando una piattaforma di integrazione in nitruro di silicio a bassa perdita, gli scienziati sono riusciti a miniaturizzare componenti fondamentali come laser, modulatori ed emettitori di reticolo. Ciò integrandoli direttamente in un chip. Un aspetto rivoluzionario di tale ricerca è stata la capacità di instradare la luce attraverso una fibra ottica più sottile di un capello umano. Grazie all’uso di guide d’onda, il team è riuscito a dirigere la luce verso tre emettitori di reticolo. Ottenendo così sei fasci intersecanti capaci di intrappolare e raffreddare un milione di atomi fino a temperature di 250 microkelvin.

Le implicazioni di tale tecnologia sono vastissime. I sistemi basati su PICMOT potrebbero essere impiegati per monitorare con estrema precisione i movimenti dei ghiacciai e le variazioni nel livello del mare. Oltre che migliorare la rilevazione dell’attività vulcanica e perfezionare la misurazione del tempo. Inoltre, tale tecnologia potrebbe aprire nuove possibilità per la ricerca spaziale. Ciò permettendo di eseguire esperimenti quantistici in ambienti dove le condizioni terrestri non consentirebbero tali osservazioni.