Introduzione

La produzione in maniera efficiente di fotoni caratterizzati da due gradi di libertà in correlazione quantistica costituisce il punto di partenza per una serie di applicazioni in informazione quantistica, in computazione quantistica ed in comunicazioni sicure. La presente invenzione offre la giusta soluzione in tal verso attraverso una sorgente di fotoni e uno stadio di generazione della correlazione quantistica tra due stati selezionati di singolo fotone. Esso consiste in un apparato che può essere a componenti discrete o realizzato parzialmente o in toto in un circuito ottico integrato.

Caratteristiche Tecniche

L’invenzione proposta ha come scopo la generazione di correlazioni quantistiche tra stati di uno stesso fotone. Cuore dell’invenzione é la manipolazione di diversi gradi di libertá di un singolo fotone. Questi possono essere la polarizzazione, il momento, il momento angolare, il modo di propagazione o la frequenza. L’invenzione dimostra come preparare stati in correlazione quantistica a singolo fotone sui fotoni emessi da una sorgente di luce qualsiasi sia coerente che incoerente. Condizione necessaria é la coerenza tra i gradi di libertà usati e un flusso di fotoni entro il range dinamico del sistema di misura. L’apparato sviluppato nell’invenzione riesce a generare stati di fotoni in correlazione quantistica prevedendo costi limitati e richiedendo una bassa potenza, un minor consumo di energia, una minore dissipazione di calore rispetto ai dispositivi esistenti e inoltre risulta leggero, compatto e miniaturizzabile.

Possibili Applicazioni

• Informazione quantistica;
• Computer quantistici;
• Comunicazione sicura;
• Generazione di numeri random certificati;
• Distribuzione quantistica di chiavi;
• Crittografia;
• Misure e sensoristica quantistica;
• Internet delle cose.

Vantaggi

• Assenza di laser di potenza;
• Robustezza ad agenti esterni o di decoerenza;
• Ridotto consumo di potenza;
• Compattezza e leggerezza;
• Piccole dimensioni;
• Basso costo;
• Uso di fotoni in regioni spettrali diverse;
• Facilmente integrabile in circuiti ottici.