The Signal
Oxford conserva nel calcio l’entanglement tra ioni remoti per 10 secondi
Un esperimento di rete quantistica condotto a Oxford ha trasferito ai qubit di memoria in calcio l’entanglement tra ioni di stronzio remoti, conservandolo per circa 10 secondi. Lo studio ha anche creato stati entangled tra specie diverse ch
Quantum.world Team · Scritto con l’IA · verificato ·
In un esperimento di rete quantistica condotto a Oxford, i qubit di memoria in calcio hanno mantenuto una fedeltà dell’entanglement del 69(4)% dopo 10 secondi, mentre la costante di tempo di decadimento ricavata da un fit ha raggiunto 14(4) secondi. Il risultato, pubblicato il 13 ottobre su Physical Review Letters, conserva l’entanglement tra qubit di materia in moduli di rete separati per un tempo più di 100 volte superiore a quello mediamente necessario per crearlo.
Il gruppo ha usato due moduli a ioni intrappolati collegati da una fibra ottica. Gli ioni di stronzio hanno generato il collegamento a distanza; operazioni locali hanno poi trasferito lo stato quantistico condiviso agli ioni di calcio, che lo hanno conservato più a lungo. L’esperimento ha anche prodotto stati entangled che coinvolgono fino a 4 qubit di materia.
Il calcio mantiene una fedeltà del 69% dopo 10 secondi
Il valore di 14 secondi è una costante di tempo di decadimento esponenziale, non una garanzia che ogni stato conservato rimanga intatto esattamente per quel periodo. Alla soglia dei 10 secondi, misurata direttamente, i ricercatori riportano una fedeltà del 69(4)% per l’entanglement a distanza conservato nel calcio. La distinzione è importante: il dato misurato descrive lo stato dopo un intervallo di conservazione prestabilito, mentre la costante ricavata dal fit riassume come la fedeltà diminuisce nel tempo.
Il confronto con i qubit di rete in stronzio mostra perché il gruppo ha affidato la connessione di rete e la conservazione a due specie ioniche diverse. L’articolo riporta una costante di tempo di decadimento di 44(3) millisecondi per l’entanglement a distanza mantenuto nei qubit di rete, contro 14(4) secondi per le memorie in calcio. Secondo gli autori, il tempo di conservazione nella memoria supera di oltre 100 volte il tempo medio necessario a generare l’entanglement.
«Dimostriamo la conservazione dei qubit di memoria entangled a distanza per ∼10 s, oltre 100× il tempo necessario a creare lo stato.»
D. Main e coautori, autori dell’articolo
Lo stronzio realizza il collegamento; il calcio conserva lo stato
Ogni modulo contiene uno ione di stronzio-88 e uno ione di calcio-43. I fotoni emessi dagli ioni di stronzio viaggiano lungo il collegamento in fibra e si incontrano in una stazione centrale; un particolare esito della rilevazione segnala l’entanglement tra gli ioni di stronzio distanti. Gate logici locali tra specie diverse estendono o trasferiscono poi quell’entanglement ai qubit di memoria in calcio situati accanto agli ioni di stronzio.
Questa configurazione assegna compiti diversi alle due specie. Lo stronzio fornisce la connessione ottica tra i moduli, mentre gli stati del calcio selezionati sono meno sensibili al rumore del campo magnetico e fungono da memoria più duratura. I ricercatori hanno usato gate e misurazioni locali per creare coppie entangled a distanza stronzio-calcio e calcio-calcio, oltre a stati Greenberger-Horne-Zeilinger tra specie diverse.
Gli stati a 4 qubit ampliano l’entanglement della rete
La rete ha prodotto stati che coinvolgono 2, 3 e 4 qubit di materia. L’articolo riporta stati Greenberger-Horne-Zeilinger tra specie diverse composti da un massimo di 4 qubit. Questi risultati mostrano che il gruppo ha combinato l’entanglement a distanza mediato da fotoni con operazioni locali su specie atomiche diverse, anziché dimostrare soltanto la conservazione dell’entanglement.
Il lavoro resta un esperimento con due moduli a ioni intrappolati, non un ripetitore quantistico operativo né una dimostrazione di una rete multinodo. Le misurazioni riportate dimostrano una capacità specifica: in questa configurazione, il calcio può conservare per alcuni secondi l’entanglement a distanza, mentre la fedeltà misurata scende al 69(4)% dopo 10 secondi. Resta una questione tecnica aperta capire se queste prestazioni si manterranno con collegamenti più lunghi e reti più grandi.