I ricercatori della Yokohama National University hanno teletrasportato con successo le informazioni quantistiche all'interno del diamante.
In un nuovo lavoro, pubblicato sul portale Communications Physics, gli scienziati giapponesi hanno parlato di come sono riusciti a implementare il teletrasporto quantistico. "Il teletrasporto quantistico consente la trasmissione delle informazioni quantistiche a un altro spazio inaccessibile", ha affermato Hideo Kosaka, professore di ingegneria presso l'Università Nazionale di Yokohama e autore dello studio. "Consente inoltre di trasferire le informazioni alla memoria quantistica senza esporre o distruggere i dati già archiviati", ha aggiunto.
In questo caso, lo "spazio inaccessibile" era costituito da atomi di carbonio all'interno del diamante. Il diamante è composto da atomi interconnessi, ma sufficientemente separati, il che lo rende un ambiente ideale per testare la meccanica del teletrasporto. Nel suo nucleo, ogni atomo di carbonio contiene sei protoni e neutroni, circondati da sei elettroni rotanti. Pertanto, quando gli atomi si legano in un'unica struttura di un diamante, formano un reticolo particolarmente forte. Ma, ovviamente, può contenere difetti, ad esempio quando un atomo di azoto prende a caso il posto di un atomo di carbonio. Un tale difetto è chiamato centro vacante di azoto.
Circondato da atomi di carbonio, la struttura del nucleo dell'atomo di azoto crea quello che Kosaka chiama nanomagnete.
Per manipolare l'elettrone e l'isotopo di carbonio nel centro vacante, Kosaka e il team hanno attaccato un filo di circa un quarto della larghezza di un capello umano alla superficie del diamante. Hanno quindi utilizzato la radiazione a microonde per creare un campo magnetico oscillante attorno al diamante. Un "nanomagnete" di azoto è stato utilizzato per fissare l'elettrone. Quindi, utilizzando le onde radio e la radiazione delle onde elettriche, il team ha costretto lo spin dell'elettrone a intrecciarsi con lo spin nucleare del carbonio in modo che diventino effettivamente uno e non possano più essere considerati separatamente l'uno dall'altro. In questo momento, un fotone contenente informazioni quantistiche viene introdotto nel sistema e l'elettrone lo assorbe. Di conseguenza, la carica viene trasferita dall'elettrone al carbonio e lo polarizza, e con questa informazione quantistica viene trasmessa.
Gli scienziati hanno chiamato il loro dispositivo un "ripetitore quantistico" e con il suo aiuto è possibile trasferire singole porzioni di informazioni da nodo a nodo attraverso un campo quantistico. L'obiettivo finale dell'esperimento sono ripetitori scalabili che consentiranno il teletrasporto di informazioni su informazioni di grandi dimensioni. Naturalmente, non farà a meno dei computer quantistici di distribuzione in grado di eseguire calcoli più seri.
Vasily Makarov
