[19/12/2011]

Su Nature Physics un esperimento che dimostra una perfetta efficienza del controllo quantistico via laser

La ricerca di strumenti migliori per la manipolazione di oggetti quantistici come singoli atomi e molecole, in vista di applicazioni nel campo dell'ingegneria quantistica, è l'oggetto di un articolo appena apparso sulla prestigiosa Nature Physics, frutto della collaborazione tra il Dipartimento di Fisica dell'Università di Pisa, le sezioni INO-CNR e CNISM presso il Dipartimento di Fisica di UniPi, il NEST-Scuola Normale Superiore, e il Laboratoire Aimé Cotton dell'Università Paris-Sud, a firma Mark G. Bason, Matthieu Viteau, Nicola Malossi, Paul Huillery, Ennio Arimondo, Donatella Ciampini, Rosario Fazio, Vittorio Giovannetti,  Riccardo Mannella e Oliver Morsch.

Il concetto di adiabaticità si riferisce alla possibilità di guidare un sistema quantomeccanico (in analogia con la termodinamica) da uno stato iniziale ad uno stato finale desiderato, cambiando un parametro di controllo in modo tale che il sistema non lasci mai lo stato fondamentale istantaneo. D'altra parte, nel  controllo quantistico è spesso consigliabile ridurre al minimo il tempo necessario per raggiungere lo stato finale in quanto la decoerenza, causata dall’accoppiamento con l'ambiente, tende a distruggere la sovrapposizione quantistica necessaria per il controllo del sistema.
Inoltre, mentre si punta ad un controllo perfetto, si opera normalmente in condizioni imperfette in cui i parametri esatti del sistema sono sconosciuti o tendono a variare nel tempo. Nell'articolo oggetto della pubblicazione sono stati studiati, sia teoricamente che sperimentalmente, nuovi protocolli di manipolazione
che, lavorando nel limite imposto dal principio di indeterminazione quantistica di Heisenberg, consentono di raggiungere lo stato bersaglio con efficienza del 100%, pur essendo estremamente robusti rispetto a variazioni dei parametri sperimentali di controllo.
Al finanziamento di questo progetto di ricerca ha contribuito anche il CNISM tramite un "Progetto Innesco 2007".

Donatella Ciampini

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