Scienze

Fisica quantistica e trasmissione delle informazioni

Due esperimenti dimostrano che è possibile scambiare informazioni inviolabili, grazie alla meccanica quantistica.

Il teletrasporto quantistico è (quasi) una realtà: due gruppi di scienziati, uno in Canada l'altro in Cina, hanno condotto ricerche e test indipendenti, e ottenuto risultati simili, trasferendo informazioni quantistiche a una distanza di diversi chilometri di una rete in fibra ottica.

Entrambi i test dimostrano la fattibilità del teletrasporto di informazioni, in particolare del trasferimento istantaneo dell'informazione sullo stato quantistico da una particella a un'altra, indipendentemente dalla distanza che le separa. Ciò avviene grazie a una proprietà nota come entanglement, in virtù della quale qualunque misura venga effettuata su una particella, si riflette immediatamente sull'altra.

Si tratta di un concetto di teletrasporto particolare, dove ciò che viene condiviso tra emittente e ricevente è l'informazione: è dunque qualcosa di profondamente diverso dal teletrasporto della fantascienza, per esempio alla Star Trek.

A dare notizia delle due ricerche è la rivista scientifica Nature Photonics, che riporta gli studi di Qiang Zhang (università di Shanghai, Cina) e di Wolfgang Tittel (università di Calgary, Canada).

Quali applicazioni? «Non sarà un teletrasporto da fantascienza», commenta Fabio Sciarrino, esperto di ottica quantistica all’Università Sapienza di Roma, «ma in compenso è una tecnologia rivoluzionaria.» Per esempio perché garantisce la trasmissione di informazioni criptate impossibili da decifrare, se non per il ricevente.

E questo spiega l'interesse per queste ricerche (in particolare di Cina e Stati Uniti, ma non solo): lo sviluppo e l'applicazione di una tale tecnologia avrebbe enormi ricadute su concetti e metodi di sicurezza in ambito militare, per la finanza e i sistemi bancari, per l'industria e, in ultima analisi, anche per la nostra privacy.

Fibre ottiche. Il teletrasporto di cui parliamo si basa sull'entanglement: una risonanza, o correlazione a distanza, tra particelle subatomiche che non ha confronti nella fisica classica. Due particelle in risonanza sono indissolubilmente legate: qualsiasi variazione di stato di una si riflette immediatamente sull’altra, indipendentemente dalla distanza che le separa.

Saper sfruttare questa proprietà significa fare in modo che l'informazione non venga trasmessa (e perciò è improprio persino parlare di teletrasporto) ma conferita a una delle particelle, per fare sì che l'altra la "conosca".

In passato era stato realizzato qualcosa di analogo (vedi) su una distanza anche maggiore (oltre 140 km), ma sfruttando il laser, mentre ciò che rende notevoli i due esperimenti recenti è l'uso della fibra ottica.

21 settembre 2016 Luigi Bignami
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