Un passo rivoluzionario verso il futuro del web: i ricercatori della Tohoku University hanno sviluppato un router fotonico capace di instradare fotoni singoli e entangled con livelli di efficienza mai raggiunti prima. Questa tecnologia potrebbe trasformare il concetto di Internet, rendendolo più veloce, sicuro e pronto per le reti quantistiche.
Il router fotonico: come funziona la nuova tecnologia
Il nuovo router fotonico, descritto su Advanced Quantum Technologies, è un dispositivo 2×2 che permette di indirizzare fotoni verso una delle porte di uscita tramite segnali di controllo.
I fotoni sono la spina dorsale di molte applicazioni quantistiche emergenti, dalla comunicazione sicura ai computer quantistici, ma instradarli rapidamente senza disturbare i delicati stati quantistici rappresenta una sfida fondamentale.
Il team guidato dal professor Fumihiro Kaneda ha superato questa barriera sviluppando un router elettro-ottico con un interferometro compatto, progettato con percorsi ottici a forma di parallelogramma anziché rettangolo.
Questa configurazione mantiene la polarizzazione dei fotoni con oltre il 99% di fedeltà, riducendo al minimo la perdita ottica e garantendo prestazioni stabili ad altissima qualità.
“Non dovrebbe essere come un telefono rotto, in cui le informazioni si perdono lungo il percorso“, ha spiegato Kaneda. “In sostanza, il nostro progetto fa in modo che il segnale ricevuto sia il più vicino possibile al segnale inviato“.
Un salto verso le reti quantistiche pratiche
Oltre alla trasmissione di fotoni singoli, il router è riuscito per la prima volta a instradare stati entangled a due fotoni, preservando la visibilità dell’interferenza al 97%.
Questo risultato è cruciale per sensori quantistici e reti quantistiche, mostrando che il dispositivo gestisce sia bit quantistici singoli sia entanglement multiphoton, necessario per scalare le tecnologie quantistiche.
Con solo 0,06 dB di perdita, pari all’1,3%, e velocità nell’ordine dei nanosecondi, il router è già compatibile con le attuali reti in fibra ottica utilizzate per internet.
Rispetto ai precedenti approcci, spesso soggetti a perdite elevate, rumore o distorsioni, questo nuovo router combina bassa perdita, alta velocità, assenza di rumore e compatibilità con le infrastrutture esistenti, ponendo le basi per reti quantistiche pratiche e accessibili.
