Nella corsa alla costruzione di computer quantistici, i dispositivi che utilizzano i fotoni come vettori di informazioni quantistiche sono in prima fila. Il motivo è la facilità di accedere ai gradi di libertà dei fotoni che sono in grado di codificare i bit quantici, che sono unità di informazione standard nel calcolo quantistico. Di conseguenza, quando si utilizzano computer quantistici, i bit quantici sono solitamente codificati nella polarizzazione e nella fase a spirale dei fotoni. Viaggiando attraverso una configurazione di specchi, beam splitter (divisori di fascio) e prismi, la polarizzazione e la fase a spirale dei fotoni vengono cambiati in valori differenti che possono essere assimilati a “0” e “1” in un computer classico. Se elaborati in questo modo, all’uscita i fotoni codificano porte quantistiche e circuiti quantistici.
Ora, il fisico teorico Ovidiu Racorean (General Direction of Information Technology, Bucarest) suggerisce che la geometria dello spazio-tempo vicino a buchi neri rotanti agisce in maniera identica ad una configurazione di specchi e prismi. In un articolo pubblicato su Annals of Physics, Racorean evidenzia che, viaggiando nello spazio-tempo distorto vicino a buchi neri rotanti, la polarizzazione e la fase a spirale dei fotoni subiscono cambiamenti simili a quelli riscontrati quando viene utilizzata la configurazione da laboratorio. Di conseguenza, lo spazio-tempo curvo e distorto intorno a buchi neri rotanti elabora l’informazione quantistica codificata in fotoni per formare porte quantistiche elementari. In questo modo, “quando sfuggono alla forte gravità del buco nero, i fotoni hanno un messaggio quantistico conservato nei loro gradi di libertà”, spiega Racorean.
La luce proveniente da buchi neri rotanti, come quello che si trova al centro della nostra galassia, rilevata astronomicamente può essere indirizzata attraverso una configurazione di specchi e beam splitter e il messaggio quantistico conservato può essere decodificato. “È affascinante poter già tradurre facilmente le informazioni quantistiche conservate nei fotoni emessi in prossimità di buchi neri rotanti nei linguaggi di programmazione quantistica recentemente sviluppati da IBM o Microsoft. Poiché l’era dell’informatica quantistica non è lontana, abbiamo la legittima speranza che questi straordinari dispositivi ci aiutino a svelare alcuni dei misteri nascosti dell’universo”, ha concluso Racorean.
Source: Ovidiu Racorean. Spacetime manipulation of quantum information around rotating black holes, Annals of Physics (2018). DOI: 10.1016/j.aop.2018.09.013
