EXPERIMENTAL QUANTUM READING WITH PHOTON COUNTING

21/01/2021

In un esperimento riportato sulla rivista Science Advances, i ricercatori INRiM, Marco Genovese e Ivano Ruo-Berchera insieme a Elena Losero e Giuseppe Ortolano, in collaborazione con l'università di York, hanno dimostrato la possibilità di sfruttare il fenomeno quantistico dell’entanglement tra fasci di luce per aumentare l’efficienza di lettura delle memorie ottiche digitali.
 
La lettura ottica di memorie digitali, quali CD-rom o BluRay, avviene misurando la riflessione di un laser sulla superficie della memoria. L’informazione è codificata in una sequenza di celle a due livelli diversi di riflettanza, ciascuna codificante un bit. Se la potenza ottica incidente sulla singola cella viene troppo ridotta (ad esempio per diminuire i consumi o aumentare la velocità) o i due livelli sono prossimi, le fluttuazioni di energia del fascio luminoso possono impedire la loro corretta discriminazione.
Al contrario, le correlazioni tra due fasci entangled, di cui solo uno viene inviato alla memoria, permettono di cancellare le fluttuazioni, garantendo il recupero dell’informazione.
 
Le conseguenze dello studio vanno ben oltre le applicazioni a memorie ottiche. Lo stesso principio, infatti, può essere utilizzato nella spettroscopia e nelle tecniche di misura in trasmissione, o riflessione, di campioni biologici, composti chimici e materiali. Si apre così la strada a misure ultrasensibili non invasive, in quanto si può ridurre sensibilmente  la potenza ottica usata, però, senza ridurre la quantità di informazione recuperata. Altra prospettiva promettente, a cui i ricercatori stanno lavorando, è quella di estendere il metodo al riconoscimento di pattern complessi in unione con i moderni algoritmi di ‘machine learning’, con potenziali ricadute nel campo del bio-imaging.
 

Ultima modifica: 21/01/2021 - 12:09