Se solo potessi avere un superpotere...

Se potessi scegliere un superpotere, quale sarebbe? Sono sicuro che una buona percentuale di persone risponderebbe: "il teletrasporto". Fortunatamente per voi c'è qualcuno che sta lavorando alla messa a punto del teletrasporto, sfortunatamente però non è il teletrasporto che ci si aspetterebbe.

La fantascienza non è una scienza esatta

Quando pensiamo alle parole "teletrasporto quantico" dirigiamo subito la fantasia a galassie lontane, navicelle spaziali e viaggiatori intergalattici che si teletrasportano, appunto, da un lato all'altro del cosmo. Purtroppo la fantascienza non è una scienza esatta ed è spesso fuorviante.

Il teletrasporto di cui parliamo consiste infatti nel trasportare gli stati di due particelle che interagiscono tra loro. Questo tipo - sicuramente meno tangibile - di teletrasporto va anche allontanato dall'idea che possa avvenire ad una velocità maggiore di quella della luce. Siccome ciò che trasportiamo avviene tramite fotoni, ed essendo questi gli atomi che per così dire compongono la luce, ciò che trasportiamo si muove in realtà alla stessa velocità di quest'ultima.

Leggendo tutto ciò sorge però spontanea una domanda: "A che cosa serve il teletrasporto se non possiamo trasportare oggetti?"

Perché trasportare particelle è utile

L'utilità del teletrasporto quantico si concretizza in progetti di sicurezza informatica.

Un esempio concreto ci arriva dalla collaborazione del team di ricerca di Anton Zeilinger dell' Accademia Austriaca delle Scienze e quello di Pan Jianwei dell'USTC (Università della Scienza e della Tecnologia della Cina). Il frutto di questa sinergia è stato l'esperimento di comunicazione più lungo al mondo. Due fotoni sono stati teletrasportati da Vienna alla Cina. Sfruttando le informazioni sullo stato dei fotoni, i ricercatori sono stati in grado di creare una password inattaccabile e usare questa per assicurare la sicurezza di una videochiamata. Questa tecnica agisce come un sigillo di cera su una lettera: se qualcuno di indesiderato legge la lettera spezza il sigillo e lascia quindi un'impronta rilevabile.

Il lavoro avveniristico di due gruppi di ricerca

In questa rivoluzione della comunicazione due sono fino ad ora i protagonisti indiscussi.

Uno di essi è il gruppo di ricerca Zeilinger - Pan, l'altro è il gruppo capitanato dal fisico cinese Guo Guangcan e che comprende tra le sue fila colleghi dell'USTC.

Entrambi i gruppi hanno lavorato e lavorano parallelamente ad esperimenti sul teletrasporto dei "qutrit". Per chi non se ne intendesse un qutrit è un unità tripartita di informazioni quantistiche che incarna la sovrapposizione di tre stati (DI COSA??). Come un sistema binario che composto solo da 0 e 1 viene incarnato da un qubit (versione binaria del qutrit).

Il 28 aprile dell'anno scorso il secondo gruppo ha riportato i suoi risultati in un documento che però non ha visto la luce se non prima che il primo gruppo pubblicasse i suoi risultati il 24 giugno dello stesso anno.

Questo accavallarsi di date ha fatto nascere una sorta di rivalità tra i due gruppi, che seppur positiva e amichevole, mette in dubbio la provenienza per il primo teletrasporto quantistico di un qutrit. Entrambi i gruppi concordano infatti di aver teletrasportato un qutrit e entrambi hanno in programma di andare oltre.

Sotto tutte queste diatribe si nasconde però la vera essenza di questi progetti, ovvero il qutrit: una novità assoluta nel teletrasporto quantistico. In origine infatti questo tipo di esperimenti era condotto con i qubit e la rivoluzione sta proprio nel fatto di aver aggiunto una terza dimensione alle particelle utilizzate cosicché esse potessero trasportare più informazioni.


La vera sfida

Un ulteriore pizzico di difficoltà alla faccenda consiste nella vera sfida dei ricercatori, che si è presentata quando essi si sono dovuti fronteggiare all'impresa di far interagire due qutrit tra di loro. Ciò non è impresa da poco considerando che la luce raramente interagisce con se stessa.

Lo stato in cui due qutrit interagiscono è chiamato stato di Bell (dal cognome di Stewart Bell, pioniere della teoria dell'informazione quantistica), ed è fondamentale per estrarre informazioni dalle particelle coinvolte e dimostrare che esse hanno effettivamente trasmesso tali informazioni con alta fedeltà.

Per fedeltà si intende il livello di attendibilità delle informazioni comparando il loro stato pre e post trasmissione quantica. Più le informazioni nei due stati sono diverse meno fedele è la comunicazione.

L'attendibilità delle informazioni trasmesse è ciò che più allontana i due gruppi di ricerca. Mentre un gruppo, quello di Guo, dice che è stato in grado di raggiungere lo stato di Bell un numero significativo di volte, il gruppo di Zeilinger sostiene che il primo team non è riuscito a misurare un numero sufficiente di stati di Bell per provare definitivamente che la fedeltà sia abbastanza alta.

Quindi posso ancora scegliere il teletrasporto come superpotere?

In definitiva, no. Non per smorzare gli animi, ma la realtà in cui il teletrasporto di persone sarà possibile è ancora lontana. Per il momento siamo limitati ad un "semplice" trasporto di informazioni attraverso fotoni, ma come la scienza ci ha sempre insegnato e come dice anche il fisico Lu Chaoyang : "La scienza è passo dopo passo. Prima di tutto, si rende possibile l'impossibile, poi si lavora per renderla più perfetta".

In questo senso la questione non è quindi se tutto ciò è possibile o meno, ma in quanto tempo accadrà.

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