Gli scienziati sono riusciti a dimostrare l'interferenza quantistica tra diversi fotoni singoli

L’interazione dei fotoni è un fenomeno fondamentale nell’ottica quantistica e una chiave per l’informatica quantistica fotonica. Implica lo sfruttamento delle proprietà della luce, come la dualità onda-particella, per indurre schemi di interferenza, consentendo la codifica e l’elaborazione delle informazioni quantistiche.

Gli esperimenti multifotoni tradizionali utilizzano la codifica spaziale. In questo processo, i fotoni vengono controllati in diversi percorsi spaziali per eccitare l'interferenza. Tuttavia, questi esperimenti richiedono configurazioni complesse con molti componenti, il che li rende ad alta intensità di risorse e difficili da scalare.

In un nuovo studio, una collaborazione internazionale di ricercatori ha dimostrato con successo l’interferenza quantistica tra più fotoni singoli utilizzando una nuova piattaforma efficiente in termini di risorse.

In questo studio, i ricercatori hanno scelto un approccio basato sulla codifica temporale. Questa tecnica affronta il dominio temporale dei fotoni piuttosto che le loro statistiche spaziali.

Per raggiungere questo approccio, hanno sviluppato una struttura innovativa utilizzando un circuito in fibra ottica. Ciò consente loro di utilizzare ripetutamente gli stessi componenti ottici, consentendo un'efficace interferenza multi-fotone con risorse hardware minime.

Primo autore Lorenzo Carosini Lui spiega: “Nel nostro esperimento, abbiamo osservato un'interferenza quantistica tra un massimo di otto fotoni, che supera la grandezza della maggior parte degli esperimenti esistenti. Grazie alla versatilità del nostro approccio, il modello di interferenza può essere ricostruito e la grandezza dell'esperimento può essere misurata senza cambiare la configurazione ottica.”

I risultati mostrano che l’architettura implementata è più efficiente in termini di risorse rispetto alle tradizionali tecniche di crittografia spaziale, aprendo la porta a tecnologie quantistiche più ampiamente disponibili e scalabili.

Riferimento alla rivista:

1. Lorenzo Carosini, Virginia Oddi, Francesco Giorgino e altri. Interferenza quantistica multifotone programmabile in un'unica modalità spaziale. Progresso della scienza. ID digitale: 10.1126/sciadv.adj0993