Fibre topologiche contro il degrado delle comunicazioni

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Le fibre ottiche sono il backbone delle moderne reti informatiche, ma non sono strutturalmente perfette e il trasferimento dati può essere compromesso da molteplici fattori. Per affrontare le possibili criticità, i ricercatori dell’Università di Bath hanno sviluppato un nuovo tipo di fibra ottica, che potrebbe anche rivelarsi particolarmente importante per le future reti basate su alcuni principi della fisica quantistica.

In sintesi, i ricercatori sono riusciti a ottenere fibre ottiche in grado di “proteggere” la luce che le attraversa, utilizzando, come affermano, la matematica della topologia. Nella fibra progettata dal team di Bath sono stati inclusi diversi core come guide di luce, tra loro collegati a spirale. La luce può “saltare” tra questi nuclei ma rimane sempre intrappolata grazie al design topologico che forma stati di bordo (edge states) protetti dal disordine nella struttura.

In una “topological fiber” la luce è meno influenzata dal disordine ambientale di quanto lo sarebbe in un sistema equivalente privo di design topologico, da cui sistemi fotonici intrinsecamente robusti. Le formalizzazioni concettuali alla base delle “topological fiber”, chiaramente di non facile lettura integrando fisica e matematica, hanno comunque attirato l’attenzione di partner industriali disponibili a finanziare ulteriori sviluppi.

Progetti ambiziosi

I ricercatori, dopo aver dimostrato che è possibile realizzare chilometri di fibra topologica, stanno ora puntando a un progetto ben più ambizioso: una internet quantistica basata su sorgenti di luce che producono singoli fotoni, singole particelle di luce. Gli stati quantistici di luce che trasmettono informazioni sono facilmente influenzati dal loro ambiente e la grande sfida è trovare un modo per “proteggerli”. I risultati sperimentali sin qui ottenuti possono quindi essere un punto di partenza verso il mantenimento delle informazioni quantistiche nelle fibre ottiche utilizzando la progettazione topologica.

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