Proposto un nuovo protocollo per la creazione di stati di sovrapposizione quantistica su larga scala

Gli scienziati hanno presentato un nuovo protocollo sperimentale che potrebbe portare alla creazione di stati di sovrapposizione quantistica su larga scala. Guidati da Oriol Romero-Isart dell’Istituto di Ottica Quantistica e Informazione Quantistica (IQOQI) dell’Accademia Austriaca delle Scienze, il team suggerisce di far evolvere una nanoparticella ottica sospesa e raffreddata in un potenziale non ottico creato da forze elettrostatiche o magnetiche, anziché affidarsi alla luce laser.

I ricercatori hanno sviluppato con successo un metodo che utilizza la luce laser per raffreddare una minuscola sfera di vetro al suo stato di energia più basso. Tuttavia, le sfere si riscaldano quando sono lasciate da sole a causa delle interazioni con le molecole di aria e della luce sparata, compromettendo le loro proprietà quantistiche.

Per superare questa sfida, il protocollo proposto consente alla sfera di evolvere senza luce, guidata esclusivamente da forze elettrostatiche o magnetiche non uniformi. Questa evoluzione rapida impedisce il riscaldamento da parte delle molecole di gas vaganti e introduce caratteristiche quantistiche uniche nel sistema.

Lo studio affronta le questioni pratiche associate agli esperimenti di questa natura. Processi sperimentali rapidi, minimizzazione dell’uso di luce laser e la possibilità di ripetere gli esperimenti con la stessa particella sono tutti fattori cruciali per ridurre il rumore a bassa frequenza e altri errori sistematici.

La proposta è stata ampiamente discussa con i partner del progetto Q-Xtreme, un progetto finanziato dall’Unione Europea nell’ambito del programma ERC Synergy Grant.

Secondo il team teorico guidato da Oriol Romero-Isart, questo metodo si allinea con gli sviluppi attuali nei loro laboratori, aprendo la strada alla sperimentazione del protocollo con particelle termiche nel regime classico. Ciò aiuterà a misurare e ridurre le fonti di rumore quando i laser non sono in uso.

Sebbene il team riconosca le sfide nel condurre l’ultimo esperimento quantistico, sostengono che, soddisfacendo tutti i criteri necessari, la creazione di stati di sovrapposizione quantistica macroscopici dovrebbe essere fattibile.

Riferimento del giornale:

M. Roda-Llordes, A. Riera-Campeny, D. Candoli, P. T. Grochowski e O. Romero-Isart. Macroscopic Quantum Superpositions via Dynamics in a Wide Double-Well Potential. Phys. Rev. Lett. DOI: 10.1103/PhysRevLett.132.023601

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