Riflessioni, simmetrie e inversione temporale per i computer quantistici del futuro

I fisici di Exeter e Trondheim hanno sviluppato una teoria che descrive come la riflessione spaziale e le simmetrie di inversione del tempo possono essere sfruttate, consentendo un maggiore controllo del trasporto e delle correlazioni all'interno dei materiali quantistici.

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a cura di Alessandro Crea

Due fisici teorici, dell'Università di Exeter (Regno Unito) e dell'Università norvegese di Scienza e Tecnologia (a Trondheim, Norvegia), hanno costruito una teoria quantistica che descrive una catena di risonatori quantistici che soddisfano le simmetrie di riflessione spaziale e di inversione del tempo. Hanno dimostrato come le diverse fasi quantistiche di tali catene siano associate a fenomeni notevoli, che possono essere utili nella progettazione di futuri dispositivi quantistici basati su forti correlazioni.

Una distinzione comune in fisica è tra sistemi aperti e chiusi. I sistemi chiusi sono isolati da qualsiasi ambiente esterno, in modo tale che l'energia sia conservata perché non c'è nessun posto dove possa sfuggire. I sistemi aperti sono collegati al mondo esterno e, tramite scambi con l'ambiente, sono soggetti a guadagni e perdite di energia. C'è un terzo caso importante. Quando l'energia che fluisce dentro e fuori dal sistema è finemente bilanciata, sorge una situazione intermedia tra l'essere aperti e chiusi.

Questo studio teorico può essere utile per la generazione, la manipolazione e il controllo della luce in materiali quantistici a bassa dimensione, al fine di costruire dispositivi basati sulla luce che sfruttano i fotoni, le particelle di luce, come fonte di lavoro a dimensioni di circa un miliardesimo di metro. Vasil Saroka, dell'Università norvegese di Scienza e Tecnologia, ha aggiunto: "Speriamo che il nostro lavoro teorico possa ispirare ulteriori ricerche sperimentali in questa entusiasmante area della fisica".