Ologrammi per il futuro dei computer quantistici

Il Politecnico Federale di Losanna (Epfl) ha sviluppato un nuovo metodo per ottenere ologrammi estremamente precisi, anche di oggetti microscopici. I ricercatori del laboratorio di Fabrizio Carbone sono arrivati ad osservare come si comporta la luce su una scala più piccola, ben oltre i limiti della lunghezza d’onda. Il metodo riesce a catturate delle immagini 3D usando gli elettroni, che si propagano liberamente: in questo modo si riesce ad ottenere un dettaglio molto più elevato. Il metodo è stato pubblicato su Science Advances ed è molto importante perché avvicina sempre di più l’era dei computer quantistici, macchine di prossima generazione che potranno fare molto di più rispetto alle attuali macchine.

La differenza con le precedenti tecniche per creare gli ologrammi c’è: in quelli convenzionali viene utilizzata la luce, che riflessa sulle varie parti dell’oggetto crea l’immagine 3D, in base anche alla variazione delle distanze percorse dalla luce. Un esempio popolare è quello visto in diversi film della saga di Star Wars. Anche se questo metodo “classico” funziona con gli oggetti microscopici, non è possibile usarlo quando si parla di nanotecnologie.

Quello che hanno fatto i ricercatori è stato quindi usare la natura quantistica dell’interazione elettrone-luce per separare i fasci di elettroni e l’immagine elettronica in energia anziché nello spazio. Questo rende possibile utilizzare gli impulsi di luce per crittografare le informazioni: si è potuto registrare i movimenti delle onde luminose su una superficie metallica, a dimostrazione di quanto sia più precisa questa tecnica con oggetti così piccoli.

Grazie a questa tecnica si potrà investigare più da vicino le proprietà della luce, dati applicabili ai computer e informatica quantistica. Ma come si crea esattamente questo ologramma? Accade usando un microscopio elettronico estremamente veloce, con cui gli elettroni codificano i dati e “mappano” appunto un ologramma luminoso che viene “intrappolato” in una struttura microscopica. In questo modo si è compiuto il primo passo verso dispositivi in grado di sfruttare la luce il futuro dell’informatica quantistica. Chiaramente questo approccio è solo agli inizi, i computer quantistici non arriveranno a breve.