Il gruppo guidato da Philip Walther dell’Università di Vienna ha osservato interferenza quantistica in un processore fotonico nell’orbita terrestre. Il dispositivo era stato lanciato il 23 giugno 2025 con un Falcon 9. La prova mostra che il comportamento quantistico può essere osservato nello spazio anche con componenti compromessi. Il sistema non elabora ancora i dati del satellite.
In breve
- Quota raggiunta: circa 510 chilometri.
- Rivelatori utilizzabili dopo il lancio: tre su sei.
- Visibilità dell’interferenza: 0,908, oltre il limite classico di 0,5.
- Dopo 52 giorni, sono aumentati i falsi segnali.
Sommario
La prima prova di funzionamento quantistico in orbita
L’indicatore decisivo è il calo delle rilevazioni separate di due fotoni. Il processore genera coppie di particelle di luce e le dirige verso una giunzione ottica; quando i fotoni diventano indistinguibili, tendono a uscire insieme. I rivelatori registrano allora meno coppie separate. È il segnale di interferenza cercato dal gruppo di Vienna.
Per ottenere questa condizione, i ricercatori hanno modificato la temperatura del cristallo che produce le coppie, regolando così le caratteristiche della luce. La visibilità misurata è stata 0,908: supera la soglia classica di 0,5 con un margine di 2,14 deviazioni standard. Il risultato indica che il fenomeno è rimasto osservabile in orbita, pur con un’incertezza di misura significativa. La prova riguarda una proprietà necessaria al calcolo fotonico, non l’esecuzione di un’applicazione sui dati raccolti dal satellite.
Dal lancio alle misure: come si è svolto il test
Il Falcon 9 ha portato il dispositivo in orbita terrestre bassa, a circa 510 chilometri di quota. Il gruppo ha poi usato una sorgente di coppie di fotoni, collegata a percorsi ottici incisi in un piccolo chip di vetro. Variando la temperatura della sorgente, ha confrontato le rilevazioni separate in diverse condizioni e individuato il calo associato all’interferenza.
La misura ha richiesto un controllo accurato del segnale luminoso. Secondo Hardware Upgrade, la luce solare produceva nei rivelatori un rumore di fondo capace di coprire l’effetto cercato. Le osservazioni sono state quindi effettuate durante i passaggi del satellite nell’ombra terrestre, quando quel disturbo diminuiva. Il gruppo ha ripetuto il segnale in due giorni diversi e ha controllato che sparisse con una configurazione del processore che non doveva produrlo. Queste verifiche hanno rafforzato l’interpretazione delle misure orbitali.
Rivelatori danneggiati e laser degradato: i limiti della prova
Soltanto tre dei sei rivelatori di singoli fotoni sono risultati utilizzabili dopo il lancio. La perdita ha ridotto i canali disponibili per osservare le particelle in uscita dal circuito. I componenti rimasti hanno continuato a funzionare, ma il segnale utile si è indebolito ulteriormente durante la missione.
Dopo 52 giorni in orbita, i rivelatori superstiti hanno prodotto più falsi segnali anche senza fotoni. Hardware Upgrade riferisce che i ricercatori hanno regolato la tensione dei dispositivi per recuperare parte della capacità di misura. Le radiazioni dell’orbita bassa hanno messo sotto pressione i rivelatori; la schermatura prevista non ha eliminato gli effetti dei protoni. Anche la potenza del laser è diminuita. Una contaminazione delle ottiche, individuata nelle prove a terra, aveva già mostrato che il sistema luminoso poteva perdere intensità nel vuoto. Il test è comunque proseguito con le risorse rimaste.
Dalla dimostrazione all’elaborazione dei dati: cosa resta da fare
I risultati sono descritti in un articolo su arXiv, ancora in attesa di revisione paritaria: la prossima conferma rilevante sarà la valutazione indipendente delle misure e delle loro incertezze. Per arrivare all’elaborazione dei dati direttamente a bordo, servirà dimostrare operazioni utili con rivelatori e laser capaci di conservare prestazioni durante la permanenza nello spazio. La classificazione e la compressione delle informazioni restano gli obiettivi indicati dai ricercatori per un futuro processore orbitale.
