CRONACA

Luce quantistica per memorie migliori

Una nuova applicazione della meccanica quantistica potrà rendere molto più veloce ed efficiente la lettura di dischi ottici come CD e DVD.

NOTIZIE – Usando la luce quantistica è possibile migliorare enormemente le prestazioni di memorie digitali. La luce è quantistica quando viene considerata come un insieme di pacchetti di particelle, chiamate fotoni. Rispetto alla luce normale, dove prevale la natura ondulatoria e non corpuscolare della radiazione, ha delle caratteristiche speciali, prima fra tutte l’entanglement (o intrecciamento) quantistico, secondo la quale i componenti di un sistema si influenzano a vicenda anche a distanza e senza un’interazione diretta, permettendo così delle straordinarie applicazioni nell’ottica, nell’informatica e nel calcolo. La prima sorgente di luce quantistica fu realizzata nel 1977 con un unico atomo che emetteva un unico fotone per volta. Questa fu la dimostrazione conclusiva che la luce è effettivamente costituita da fotoni, e da allora l’ottica quantistica ebbe importanti sviluppi teorici e pratici.

Questa ricerca considera un dispositivo di memoria in cui ogni cella è fatta di un materiale con due possibili riflettività, ovvero due diverse capacità di riflettere la luce incidente. In questa maniera, ogni cella viene usata per immagazzinare un bit di informazione. Il dispositivo viene poi irradiato con una luce in grado di distinguere le celle una per una. La luce riflessa da ogni cella viene poi misurata da un rivelatore: questa misura fornisce il valore del bit contenuto in quella particolare cella.

Ora riducendo il numero di fotoni irradiati sul dispositivo, si dimostra che una sorgente di luce quantistica può estrarre una quantità di informazione molto superiore a qualunque meccanismo di lettura basato sulla fisica classica.

L’autore della ricerca è Stefano Pirandola, un giovane fisico teorico italiano oggi professore all’Università di York (UK) e prima ricercatore al MIT di Boston. Il suo modello è semplice, ma può essere applicato ed esteso a memorie reali come CD e DVD.

“In pratica, — dice Stefano Pirandola — l’uso di luce quantistica potrà portare un giorno a costruire lettori ottici ultra veloci e memorie ottiche con altissime capacità dati. Questo sarà possibile perché, sfruttando le forti correlazioni della luce quantistica, saremo in grado di leggere dati digitali utilizzando bassissime energie, ovvero pochissimi fotoni. Per dare un’idea, potremo far girare un DVD così rapidamente che solo una decina fotoni incideranno su ognuno dei suoi settori dati, laddove oggi ne servono alcune centinaia di miliardi.”

La ricerca è stata pubblicata su Physical Review Letters.


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