Teletrasporto quantistico: la ricerca fa un passo in più

Teletrasporto quantistico, l'incredibile passo in avanti dei ricercatori di Caltech, Fermilab e NASA

Teletrasporto quantistico
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I ricercatori di Caltech, Fermilab e NASA hanno fatto un passo in più circa la teoria del teletrasporto quantistico. Stiamo parlando di una tecnologia che rivoluzionerebbe radicalmente il modo di concepire l’informatica. Gli studiosi hanno annunciato la prima dimostrazione di questo tipo di teletrasporto che ha le caratteristiche di essere sostenuto e ad alta fedeltà su lunghe distanze. Il teletrasporto quantistico, avvenuto con successo, ha avuto come strumenti i qubit, unità base di informazioni quantistiche, attraverso 22 chilometri di fibra in due banchi di prova: il Caltech Quantum Network e il Fermilab Quantum Network. Lo studio ha visto la collaborazione di Fermilab, AT&T, Harvard University, Jet Propulsion Laboratory della NASA e l’Università di Calgary.

Teletrasporto quantistico: le dichiarazioni di Maria Spiropulu

Maria Spiropulu, fisica delle particelle al Caltech, coordinatrice del programma di ricerca INQNET e coautrice del nuovo articolo sul teletrasporto quantistico, ha dichiarato tramite un’e-mail: “Il team ha lavorato costantemente e tenendo la testa bassa negli ultimi anni”. Sebbene la collaborazione sapesse di aver raggiunto “risultati importanti” entro la primavera 2020, ha precisato Spiropolu, gli addetti ai lavori hanno cercato premurosamente di non far fuoriuscire alcuna informazione rilevante sui social network, neanche in maniera informale, almeno fino alla pubblicazione completa dello studio avvenuta questa settimana.

Le dichiarazioni di Panagiotis Spentzouris

In un’altra e-mail, Panagiotis Spentzouris, capo del Quantum Science Program presso Fermilab, ha dichiarato: “Volevamo spingere la busta per questo tipo di ricerca e compiere passi importanti su un percorso per realizzare applicazioni di vita reale per comunicazioni e reti quantistiche e testare idee di fisica fondamentale” e ancora: “Così, quando finalmente l’abbiamo fatto, il team era euforico, molto orgoglioso di aver raggiunto questi risultati di alta qualità e da record”. Un soddisfatto Spentzouris ha aggiunto: “Siamo molto entusiasti di poter passare alla fase successiva, utilizzando il know-how e le tecnologie di questo lavoro verso l’implementazione di reti quantistiche”.

Le apparecchiature utilizzate

I ricercatori hanno dichiarato di aver utilizzato per il loro esperimento apparecchiature “standard” compatibili sia con le infrastrutture di telecomunicazioni esistenti che con le tecnologie quantistiche emergenti. Secondo uno studio pubblicato lo scorso 15 dicembre sulla rivista PRX Quantum i risultati “forniscono una base realistica per un Internet quantistico ad alta fedeltà con dispositivi pratici”. È bene precisare come il teletrasporto quantistico non preveda il trasferimento effettivo di materia. Piuttosto, le particelle sono intrappolate e allo stesso tempo dipendenti l’una dall’altra anche a lunga distanza. Funzionano in simbiosi: una particella entangled sa come si comporta l’altra.

Uno stato quantistico di probabilità

In qualsiasi punto, le particelle quantistiche sono in uno stato quantistico di probabilità, in cui proprietà come posizione, quantità di moto e spin della particella non sono determinate come precisione fino a quando non c’è una misurazione. Per le particelle entangled, lo stato quantistico di ciascuna dipende dallo stato quantistico dell’altra; se una particella viene misurata e cambia stato, ad esempio, lo stato dell’altra particella cambierà di conseguenza. Il recente studio aveva come obiettivo il teletrasporto dei qubit quantistici, o “bit quantistici”, che sono le unità di base del calcolo quantistico. Secondo lo studio i ricercatori hanno creato quello che può essere definita una rete compatta con tre nodi: Alice, Charlie e Bob.

L’esperimento

In questo esperimento, Alice invia un qubit a Charlie. Bob ha una coppia di qubit intrecciati e invia anche un qubit a Charie, dove interferisce con un qubit di Alice. Charlie proietta il qubit di Alice su un Bell State quantistico entangled che trasferisce lo stato del qubit originale di Alice al qubit rimanente di Bob. La svolta è importante per diversi motivi. Molti esperimenti di teletrasporto quantistico hanno avuto come esito una certa instabilità su lunghe distanze. Nel 2016 i ricercatori riuscirono a ottenere un esempio di teletrasporto quantistico a una distanza pari a sei chilometri. Un record all’epoca.

FONTI: https://www.vice.com/en/article/93wqep/researchers-have-achieved-sustained-long-distance-quantum-teleportation