Il diamante per le tecnologie quantistiche del futuro

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epa10283577 A Sotheby's employee displays a De Beers fancy vivid blue 5.53 carat diamond, during a preview at Sotheby's in Geneva, Switzerland, 03 November 2022. It is estimated to sell at 11,000,000 - 35,000,000 Swiss Francs. The auction will take place in Geneva on November 09. EPA/MARTIAL TREZZINI

Sviluppato un innovativo metodo di fabbricazione per realizzare circuiti di luce con il diamante: si tratta di un importante passo avanti verso una nuova generazione di tecnologie quantistiche per i computer del futuro e i canali di comunicazione che permetteranno di trasferire informazioni criptate in sicurezza.

Il risultato è pubblicato sulla rivista ACS Photonics dall’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ifn) di Milano in collaborazione con l’Università di Ulm in Germania. “Nel diamante – spiega Shane Eaton, ricercatore del Cnr-Ifn – sono presenti, e possono essere opportunamente ingegnerizzati, dei difetti reticolari in grado di essere utilizzati come qubit”, ovvero bit quantistici, gli elementi base dell’informazione quantistica. “Si tratta dei centri di colore, posizioni reticolari dove è presente un’impurezza e manca un atomo di carbonio, e nei quali è possibile codificare, controllare e manipolare l’informazione quantistica sotto forma di qubit. Tale particolare morfologia, e la presenza di questi difetti, rende il diamante un candidato promettente per le tecnologie quantistiche”.
Il team italiano, insieme a colleghi dell’Università di Ulm, ha dimostrato che è possibile collocare con precisione qubit all’interno di circuiti fotonici formati mediante laser in diamante. “Tali risultati – aggiunge Eaton – nascono dalla prima dimostrazione che i laser a femtosecondi (ossia laser che emettono impulsi brevissimi e ravvicinati) possono creare nel diamante connessioni fotoniche, che sono i mattoncini fondamentali necessari per il calcolo quantistico. Un altro ingrediente fondamentale è poi quello di realizzare qubit: con questa nuova tecnica abbiamo sviluppato un chip integrato in diamante, in grado di ingegnerizzare la luce a livello di singolo fotone. Il prossimo passo – conclude il ricercatore – sarà fabbricare un circuito fotonico tridimensionale per rendere possibili sistemi per il calcolo quantistico di prossima generazione in diamante, tali da consentire l’elaborazione di una quantità notevole di dati contemporaneamente, con estrema velocità”. (ANSA).