Comunicazioni Quantistiche: Un nuovo possibile scenario per le tecnologie fotoniche

E' generalmente riconosciuto che l'ottica quantistica sarà l'ultima frontiera della fotonica: l'uso di concetti quantistici può infatti rivoluzionare radicalmente la maggior parte dei metodi usualmente impiegati nella trasmissione dei dati e nell'informatica.

La strada verso questo risultato è però estremamente lunga e difficile, e sviluppi di portata fondamentale, sia nella componentistica e sia nei processi di fabbricazione, saranno richiesti per conseguire questo obiettivo.
 
I Pirelli Labs, grazie alle loro competenze uniche nelle telecomunicazioni e nelle nanofabbricazioni ottiche, hanno tutte le carte in regola per essere tra i primi in questa corsa. Infatti, una delle chiavi per l'uso dell'ottica nella scienza dell'informazione quantistica è la possibilità di miniaturizzare ogni singola porta del circuito ottico, permettendo un'integrazione su larga scala.


I laboratori di nanotecnologia di Pirelli Labs, che hanno ormai guadagnato una fama di eccellenza in ambito internazionale per gli sviluppi nella nanoottica, sono destinati a diventare una risorsa critica anche per questa nuova avventura. Gli obiettivi della ricerca dei PLabs nel campo dell'ottica quantistica sono molteplici; i più importanti possono essere rassunti come segue:

• Implementazione di metodi avanzati per le trasmissioni in crittografia ottica su reti in fibra, con particolare riferimento allo sviluppo di "ripetitori quantistici" che potrebbero rendere possibile lo scambio di chiavi quantistiche su lunghissime distanze. Pirelli Labs coopera su alcuni temi relativi a quest'area con i consorzi europei QAP e SYNPHONIA, attivi nell'ambito del Sesto Programma Quadro.
• Sviluppo dei componenti fondamentali per i sistemi di quantum computing ottico; ciò è reso possibile dal controllo sulle tecniche più avanzate di nanofabbricazione ottica, inventate spesso proprio dai Pirelli Labs. L'obiettivo è la costruzione di circuiti ottici miniaturizzati capaci di svolgere funzioni quantistiche anche complesse, come la generazione di coppie di fotoni "entangled".
• Uso opportunistico delle competenze precedentemente descritte, ogniqualvolta altre applicazioni possano beneficiare di concetti derivati dall'ottica quantistica.

Cryogenic steady flux workstation

CRC102C, with mounted inside the superconducting meander sample and the electronic read/write

Janis, fed here with Nitrogen, for photon number resolving detector.

Photon Detection

Single Photon Detection of an optical pulse generated by a modulated DFB ps laser @ 1.55 um and 1MHz.