Scoperta Rivoluzionaria: Un Dispositivo Miniaturizzato per Generare Fotoni Entangled

Un passo avanti nella tecnologia quantistica con applicazioni che potrebbero trasformare informatica e telecomunicazioni.

Dispositivo Miniaturizzato per la Generazione di Fotoni Entangled

Un gruppo di ricercatori ha sviluppato un dispositivo miniaturizzato e altamente efficiente dal punto di vista energetico, capace di generare coppie di fotoni che mantengono l’entanglement quantistico. Questo progresso rappresenta un significativo passo avanti nella tecnologia quantistica, con potenziali applicazioni in vari settori.

Avanzamenti nella Generazione di Coppie di Fotoni

La comunità scientifica ha dedicato oltre un secolo allo studio dei comportamenti delle particelle subatomiche. Tra i fenomeni più affascinanti c’è l’entanglement quantistico, che si verifica quando due fotoni diventano entangled. Questo fenomeno è fondamentale per la realizzazione del qubit, l’unità di informazione quantistica.

  • Entanglement quantistico: legame tra fotoni che si riflette immediatamente, indipendentemente dalla distanza.
  • Applicazioni pratiche: informatica, telecomunicazioni e sistemi di rilevamento ad alta precisione.

Innovazioni nell’Ottica Non Lineare

I risultati ottenuti rappresentano un passo cruciale nell’ottica non lineare, che modifica le proprietà della luce per applicazioni in vari settori. Questo lavoro unisce ottiche non lineari e quantistiche, creando dispositivi altamente efficienti e scalabili.

Rivoluzionare i Dispositivi Quantistici

Il nuovo dispositivo, spesso solo 3,4 micrometri, può essere integrato su un chip di silicio, migliorando l’efficienza energetica. I ricercatori hanno utilizzato cristalli di disolfuro di molibdeno, impilati in uno stack, per generare fotoni accoppiati attraverso un fenomeno chiamato quasi-phase-matching.

James Schuck e Chiara Trovatello
Autori dello studio P. James Schuck (a sinistra) e Chiara Trovatello del laboratorio Schuck della Columbia Engineering.
Jane Nisselson/Columbia Engineering

Scoperta nella Generazione di Coppie di Fotoni

Questa ricerca segna la prima applicazione del quasi-phase-matching in materiali van der Waals per generare coppie di fotoni a lunghezze d’onda utili. La nuova tecnica è più efficiente e meno suscettibile agli errori rispetto ai metodi tradizionali.

Sviluppo di un Nuovo Dispositivo Quantistico

Il team ha costruito su ricerche precedenti, dimostrando che il disolfuro di molibdeno ha proprietà promettenti per l’ottica non lineare. Utilizzando una tecnica di polarizzazione periodica, il dispositivo manipola la luce per generare coppie di fotoni a scale minime.

Riconoscimenti e Collaborazioni

Questo lavoro è stato realizzato all’interno del programma Programmable Quantum Materials, contribuendo a una comprensione più profonda dei materiali quantistici. La ricerca ha beneficiato di collaborazioni con vari laboratori e ricercatori di spicco.

Finanziamenti e Supporto

Il progetto è stato sostenuto da Programmable Quantum Materials, un Energy Frontier Research Center. Diversi membri del team hanno ricevuto finanziamenti da enti come l’Unione Europea e il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, evidenziando l’importanza di questa ricerca nel panorama scientifico attuale.

Fonti e Riferimenti dell'Articolo: