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Scienziati Brainy UK creano robuste fibre ottiche che potrebbero sbloccare il nostro futuro quantistico

#16Gennaio  #Tech  #NextFeatured 

Contenuto originale di The Next Web
Ioanna è una scrittrice di SHIFT. Le piace il passaggio dal vecchio al moderno e si occupa di cambiare prospettiva. Ioanna è una scrittrice di SHIFT. Le piace il passaggio dal vecchio al moderno e si occupa di cambiare prospettiva.
Le fibre ottiche sono diventate la base della moderna trasmissione dei dati, utilizzata per qualsiasi cosa, dalle telecomunicazioni e dai servizi Internet alle applicazioni governative e spaziali. Questo perché sono in grado di trasmettere maggiori quantità di dati a velocità più elevate e su distanze maggiori rispetto ad altre tecnologie.
La struttura delle fibre ottiche, tuttavia, può occasionalmente portare a guasti di rete, poiché eventuali cavi attorcigliati o piegati possono ostacolare il trasferimento delle informazioni. Per affrontare questo problema, gli scienziati dell'Università di Bath nel Regno Unito hanno progettato un nuovo tipo di fibra, con l'obiettivo di migliorare la robustezza di queste reti.
Una fibra ottica regolare è composta da tre elementi: il nucleo, il rivestimento e il rivestimento.
Il nucleo è al centro e fornisce un percorso per far viaggiare la luce (il mezzo attraverso il quale vengono trasmessi i dati). Il rivestimento trattiene la luce all'interno del nucleo e ne controlla la direzione, rimbalzando come se si riflettesse su uno specchio. Infine, il rivestimento funge da cuscinetto primario e un rivestimento avvolge l'intera struttura.
“Ogni volta che si fabbrica un cavo in fibra ottica, sono inevitabilmente presenti piccole variazioni nella struttura fisica della fibra. Quando viene distribuita in una rete, la fibra può anche essere attorcigliata e piegata ", ha affermato Nathan Roberts, studente di dottorato in fisica, che ha guidato la ricerca.
Queste distorsioni possono ostacolare il percorso ottimale della luce e portare al degrado delle informazioni mentre si sposta tra il mittente e il destinatario.
“Un modo per contrastare queste variazioni e difetti è garantire che il processo di progettazione delle fibre includa una reale attenzione alla robustezza. È qui che abbiamo trovato utili le idee di topologia", ha aggiunto Roberts.
La topologia è lo studio matematico delle proprietà degli oggetti geometrici che rimangono invariati nonostante deformazioni, torsioni e stiramenti. È già stato applicato alla fisica e alla ricerca sulla luce, ma gli scienziati di Bath sono i primi ad usarlo nelle fibre ottiche.
I fisici hanno creato una fibra che utilizza principi topologici aggiungendo diversi nuclei di guida della luce nella fibra, collegati tra loro a spirale. La luce può ancora viaggiare tra questi nuclei, ma, grazie al design topologico, rimane intrappolata all'interno del bordo. Questi cosiddetti "stati limite" sono protetti dal disordine nella struttura generale.
«Adottando fibre ottiche con un design topologico, i ricercatori avranno gli strumenti per anticipare e prevenire gli effetti di degradazione del segnale costruendo sistemi fotonici intrinsecamente robusti», ha spiegato il dott. Anton Souslov, coautore dello studio.
Attualmente, i ricercatori sono alla ricerca di partner industriali per sviluppare ulteriormente il loro concetto, che potrebbe avvantaggiare non solo le comunicazioni esistenti, ma anche le future reti quantistiche.
“Abbiamo dimostrato che è possibile realizzare chilometri di fibra topologica avvolta attorno a una bobina. Prevediamo un Internet quantistico in cui le informazioni saranno trasmesse in modo robusto attraverso i continenti utilizzando principi topologici", ha osservato Roberts.
Rispetto ai computer convenzionali, la tecnologia quantistica dovrebbe essere di gran lunga più potente quando si tratta di archiviare ed elaborare informazioni, promettendo al contempo un livello di sicurezza dei dati senza precedenti (finora), un potenziale punto di svolta per le reti di informazioni.
Tuttavia, gli stati quantistici della luce con informazioni di trasferimento possono essere facilmente influenzati dall'ambiente, presentando una sfida significativa. Questo studio potrebbe aprire la strada all'utilizzo del design topologico per preservare le informazioni quantistiche nelle fibre ottiche.
Puoi trovare la ricerca qui.


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