Un team di ricercatori dell'Università di Innsbruck, guidato dal Professor Ben Lanyon, ha raggiunto un traguardo significativo nel campo delle reti quantistiche, riuscendo a stabilire un legame di entanglement tra dieci qubit individuali e fotoni distinti. Questa impresa, pubblicata sulla rivista Physical Review Letters il 21 agosto 2025, presenta un approccio scalabile per l'interconnessione di processori quantistici, aprendo nuove frontiere per la comunicazione e il calcolo quantistico.
Il metodo impiegato ha coinvolto una catena di dieci ioni di calcio all'interno di un prototipo di computer quantistico. Attraverso un controllo preciso dei campi elettrici, ogni ione è stato indirizzato verso una cavità ottica, dove un impulso laser ha indotto l'emissione di un singolo fotone. Questo fotone è stato successivamente entangled con lo stato quantistico del suo ione associato, generando un flusso continuo di fotoni, ognuno intrinsecamente connesso a un qubit ionico specifico. La tecnica ha dimostrato un'elevata fedeltà media di entanglement ione-fotone, pari al 92%, evidenziando l'affidabilità e la precisione del processo.
La scalabilità intrinseca di questa metodologia è un aspetto cruciale, poiché consente l'espansione a registri più ampi, potenzialmente composti da centinaia di ioni. Questa capacità è fondamentale per la realizzazione di reti quantistiche in grado di collegare processori quantistici distribuiti geograficamente, un elemento chiave per il futuro internet quantistico. La ricerca si allinea con studi precedenti, come quelli condotti dall'Università di Oxford, che hanno già evidenziato il potenziale dell'entanglement per migliorare la precisione delle misurazioni tra orologi atomici remoti.
Le implicazioni di questa ricerca si estendono anche al miglioramento degli orologi atomici ottici, noti per la loro eccezionale precisione. Il collegamento di questi orologi tramite reti quantistiche potrebbe portare alla creazione di un sistema di misurazione del tempo globale di precisione senza precedenti, con potenziali applicazioni che spaziano dalla navigazione satellitare alla sincronizzazione di reti di comunicazione su vasta scala. Il finanziamento per questa ricerca è stato assicurato da importanti enti, tra cui il Fondo Austriaco per la Scienza (FWF) e l'Unione Europea, sottolineando l'importanza strategica di questi sviluppi per le future tecnologie quantistiche.