Generato un nuovo tipo di fotoni: “parlano” tra di loro

Dal Massachusetts arriva una nuova scoperta che potrebbe rappresentare una svolta nell'impiego dei computer quantistici: Un team di ricercatori guidati da Vladan Vuletic, del Massachusetts Institute of Technology (Mit), e Mikhail Lukin, dell'università di Harvard, sono riusciti a generare un nuovo tipo di luce, le cui particelle, i fotoni, interagiscono tra di loro. Non solo: a differenza della luce normale, queste particelle non viaggiano singolarmente ma in grappoli, e questa caratteristica li rende 100.000 volte più lenti. I ricercatori rendono noto lo studio con un articolo pubblicato sulla rivista Science.

I computer del futuro

Tommaso Calarco, direttore del centro di Scienza e Tecnologia Quantistica delle università tedesche di Ulm e Stoccarda, interpellato dall'Ansa, commenta così lo studio: “E' una forma di luce completamente nuova”. Infatti, per i fisici, l'interazione dei fotoni “è un sogno che si realizza dopo decenni. Queste particelle normalmente non 'parlano' tra loro. Riuscire a farli comunicare è fondamentale per utilizzarli come unità di informazione dei computer quantistici”. I computer del futuro, infatti, si baseranno sui cosiddetti bit quantistici (qubit), che possono assumere più di due stati: 1, 0 ma anche stati sovrapposti, memorizzando molti più dati e che per questo possono elaborare le informazioni molto più velocemente. “Come possiamo pensare – aggiunge Calarco – di fare una semplice addizione e quindi unire tra loro due qubit, se questi si ignorano e quindi non si scambiano informazioni?”. 

La ricerca

Il team di studiosi è riuscito ad aggirare l'ostacolo. “Hanno usato degli atomi come 'intermediari' per far dialogare tra loro i fotoni“, spiega il direttore. Come “mediatrice” gli studiosi hanno impiegato una nuvola di atomi di rubidio, successivamente raffreddata a temperature vicine allo zero assoluto per immobilizzare gli atomi. Nella nube è stato quindi sparato un raggio di luce laser e osservato il raggio in uscita. Il risultato è un sogno che si avvera: i fotoni, infatti, non uscivano singolarmente ma “a grappoli di due e tre particelle, simili alle ciliegie. Ciò significa che i fotoni avevano interagito tra loro, attraverso gli atomi“, spiega Calarco. In altre parole: “i fotoni entrati nella nube hanno 'parlato' con gli atomi e c'è stato uno scambio di informazioni che ha fatto accoppiare le particelle. La luce in uscita esibiva anche un'altra proprietà molto particolare: le sue particelle erano molto più lente. Mentre i fotoni normalmente viaggiano a 300.000 chilometri al secondo, i fotoni accoppiati viaggiavano circa 100.000 volte più lentamente. Questo perché – conclude il direttore – i fotoni singoli non hanno massa, mentre quelli legati tra loro avevano acquisito una frazione della massa di un elettrone”.