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Teletrasporto quantistico, prima volta in rete

Lo stato quantistico di alcuni fotoni è stato "teletrasportato" per la prima volta lungo una rete di fibra ottica metropolitana, nella città canadese di Calgary.
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Chissà cosa direbbe Emory Erickson, il celebre scienziato di Star Trek, nel sapere che il teletrasporto sta diventando realtà molto prima della sua invenzione. Non parliamo di teletrasporto molecolare come quello in dotazione sulle navi stellari di Star Trek, di cui Erickson è il padre nella serie TV, ma piuttosto di teletrasporto quantistico che vede come protagonisti i fotoni di luce. A "teletrasportare" proprio dei fotoni lungo la rete di fibra ottica della città di Calgary,in Canada, è stato un gruppo di ricercatori dell'Università della stessa città. I risultati, pubblicati su Nature Photonics, fanno ben sperare sullo sviluppo futuro di reti metropolitane di computer quantistici.  

La «fantasmatica azione a distanza»

Per capire meglio l'esperimento condotto dai ricercatori canadesi bisogna fare uno sforzo di "astrazione" rispetto alla realtà fisica che ogni giorno abbiamo sotto gli occhi e tocchiamo con mano e addentrarci in uno dei concetti più complessi della meccanica quantistica. Il teletrasporto in questione, infatti, non riguarda il trasporto di materia ma piuttosto di uno stato quantistico ed è possibile grazie al fenomeno dell'entanglement (letteralmente 'groviglio'), definito da Einstein come la «fantasmatica azione a distanza». Può succedere che due particelle interagiscano in maniera così profonda che lo stato quantistico di una diventi indissolubilmente legato a quello dell'altra, fino a formare appunto un "groviglio di stati". La cosa interessante è che questa condizione persiste anche quando le particelle sono a distanze potenzialmente infinite. Quello che succede a una si riflette nell'altra, anche se le due particelle non sono vicine. Se si invertisse, ad esempio, lo spin di una particella si invertirebbe anche quello dell'altra, indipendentemente dalla loro distanza. Ecco perché si parla di teletrasporto di stati quantistici. L'entanglement, proprio per il suo rappresentare un legame che va al di là dello spazio, può essere sfruttato per trasmettere unità di informazioni quantistiche, i cosiddetti qubit, a grandi distanze in modo pressoché istantaneo, permettendo la comunicazione tra una rete di computer quantistici (per approfondire puoi rileggere questa intervista).  

Teletrasporto quantistico in città

Un gruppo di ricercatori del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università di Calgary è riuscito a dimostrare per la prima volta l'entanglement di fotoni su reti urbane in fibra ottica, "teletrasportando" i loro stati quantistici per sei chilometri.  
La citta di Calgary, che ha prestato la sua rete di fibra ottica ai ricercatori dell'Università. (Immagine: Wikipedia)
Si tratta di esperimenti già eseguiti in passato su supporti diversi (in questo articolo di Aula di Scienze viene descritto un esperimento di teletrasporto quantistico in un cristallo) ma calati qui per la prima volta in un ambito di applicazione per niente trascurabile, quello dell'informatica quantistica. I computer del futuro, predicono gli esperti, baseranno la loro capacità di calcolo sulle numerose configurazioni degli stati quantistici degli atomi, e la capacità di comunicare in una rete proprio sull'entanglement. Questo studio canadese dimostra che il teletrasporto di informazioni quantistiche è tecnicamente possibile su una rete urbana, aprendo di fatto uno spiraglio verso l'internet del futuro.   — Immagine banner in evidenza: Flickr Immagine box di apertura: Wikipedia
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