The Signal
Un team della Fuzhou University segue la decoerenza attraverso otto qubit ambientali
Un team della Fuzhou University ha studiato come uno stato gatto a microonde perda e recuperi l’interferenza man mano che il suo ambiente controllabile cresce fino a otto qubit. L’esperimento ha tracciato una transizione verso una decoerenz
Quantum.world Team · Scritto con l’IA · verificato ·
Con otto qubit ambientali accoppiati a uno stato gatto a microonde, l’interferenza si è attenuata senza ricomparire nei primi 30 nanosecondi dell’esperimento. Un team della Fuzhou University ha usato un circuito controllabile per seguire come l’aggiunta di gradi di libertà ambientali trasformi la decoerenza da reversibile ad apparentemente irreversibile. Il lavoro è apparso su Physical Review Letters il 5 ottobre 2026; Phys.org ne ha riferito i risultati il 23 ottobre.
Otto qubit conservano la traccia
Nell’esperimento, uno stato gatto fotonico viene collocato in un risonatore a microonde che funge da bus, poi accoppiato a oscillatori elettronici non lineari selezionabili. Ogni oscillatore costituisce un grado di libertà dell’ambiente progettato. Il dispositivo del gruppo della Fuzhou University comprende otto qubit ambientali, oltre a due qubit ausiliari usati per preparare lo stato del campo e sondarne la coerenza.
Uno stato gatto combina possibilità distinguibili: in questo caso, un campo a microonde privo di fotoni e uno che contiene luce. L’interferenza tra queste componenti produce una traccia ricostruibile in una mappa di Wigner. Man mano che l’ambiente acquisisce informazioni che distinguono le due possibilità, le frange d’interferenza svaniscono; se quelle informazioni scompaiono in seguito, le frange possono ricomparire.
Un oscillatore permette alla coerenza di tornare
Con un qubit ambientale, il team ha osservato l’interferenza tornare quasi del tutto circa 38 nanosecondi dopo l’inizio dell’interazione, secondo il resoconto dell’esperimento pubblicato da Phys.org. In questa configurazione, la traccia conservata dall’ambiente poteva essere cancellata dal proseguire dell’interazione tra sistema e ambiente, senza un’operazione di cancellazione separata. Il test offre una visione controllata di come le informazioni conservate all’esterno di un sistema quantistico possano sopprimerne la coerenza osservabile, anche quando nessuno legge direttamente quelle informazioni.
Man mano che i ricercatori aggiungevano qubit ambientali, le oscillazioni nella distinguibilità misurata si indebolivano. Questa misura indica quanto bene l’ambiente riesca a distinguere le due componenti dello stato gatto: zero significa che non contiene informazioni per distinguerle, mentre uno corrisponde a una distinzione inequivocabile. Con otto qubit, la misura si è avvicinata a uno dopo circa 15 nanosecondi ed è rimasta vicina a quel valore nelle misurazioni protrattesi fino a 80 nanosecondi, secondo Phys.org.
«Un numero sufficiente di oscillatori» cambia il risultato
Gli autori dell’articolo riassumono così il cambiamento: «Quando il serbatoio contiene un numero sufficiente di oscillatori, le informazioni sul percorso seguito acquisite dal serbatoio non possono essere cancellate dall’interazione tra sistema e serbatoio in tempi successivi». Ri-Hua Zheng et al., Fuzhou University
Il risultato è una dimostrazione controllata di una transizione progressiva, non una prova che l’interferenza non possa più tornare. I dati osservati con otto qubit mostrano che la sua ricomparsa è soppressa nell’intervallo misurato; non stabiliscono che cosa accadrebbe in tutti i momenti successivi. La distinzione è importante perché, in un sistema finito e progettato, l’irreversibilità può descrivere ciò che è osservabile su una determinata scala temporale senza dimostrare che il recupero sia impossibile in linea di principio.
Un banco di prova per i sistemi quantistici aperti
Il team caratterizza anche il comportamento non markoviano del sistema, un modo di descrivere dinamiche in cui contano la storia del sistema e la risposta del suo ambiente. La configurazione consente ai ricercatori di variare il numero di gradi di libertà ambientali studiando lo stesso tipo di sovrapposizione mesoscopica. Gli stati gatto rivestono interesse per la misura quantistica e le tecnologie quantistiche, ma questo esperimento non dimostra una tecnica per proteggerli dalla decoerenza.
Le misurazioni rendono invece sperimentalmente accessibile la crescente traccia di informazioni conservata dall’ambiente: un qubit permette un ritorno quasi completo dell’interferenza, mentre otto lo sopprimono nell’intervallo riportato. Per quanto tempo questa soppressione persista oltre gli 80 nanosecondi e come cambi la transizione con altre configurazioni del serbatoio restano questioni sperimentali aperte.