IL TELETRASPORTO DI DATI È GIA (QUASI) REALTÀ

Gli scienziati di Giorgia Tech hanno messo a punto un sistema per teletrasportare informazioni a una distanza di oltre 1000 km sfruttando la meccanica quantistica

Stewart Jenkins e il suo team del Georgia Institute of Technology sono riusciti a sviluppare un sistema per teletrasportare qubit (quantum-bit: l’unità di informazione quantica) istantaneamente su distanze che potrebbero raggiungere i 1000 chilometri, sfruttando un fenomeno delle particelle quantiche (piu’ piccole dei nuclei atomici) chiamato Correlazione Quantica o Entanglemente Quantico.

Le applicazioni dell’Entanglement Quantico (Quantum Entanglement) sfiorano il campo della fantascienza. In poche parole, come anche Einstein aveva osservato definendola “Spooky Action at a Distance” (azione misteriosa a distanza), due particelle quantiche possono essere correlate tra loro in modo tale che, anche se si trovano a migliaia (o persino milioni di miliardi) di chilometri di distanza, quando una di esse subisce un cambiamento, lo stesso cambiamento avviene istantaneamente anche nell’altra. Anche se è difficile da spiegare e concepire, questo accade perché le due particelle hanno delle proprietà inscindibili secondo cui una non può cambiare senza che cambi anche l’altra, a prescindere dalla distanza spazio-temporale tra di loro. Ad esempio, due particelle quantiche legate da Entanglement avranno sempre uno spin (proprietà magnetica dei quantum) opposto, lo stesso vale per la carica elettrica. In pratica, la connessione tra le due particelle trascende le concezioni relativistiche (legate alla teoria della relatività di Einstein) dello spazio e del tempo.

L’applicazione del Quantum Entanglement nella pratica ha già portato gli scienziati a realizzare esperimenti incredibili, come ad esempio la possibilità di condividere istantaneamente la chiave di un codice crittografato a distanze inferiori ai 200 chilometri: un fotone correlato a un altro fotone è infatti stato trasmesso per una distanza di 144 chilometri tra le Isole Canarie di La Palma e Tenerife e ricevuto dalla Optical Ground Station dell’ESA (l’Ente Spaziale Europeo) e le correlazioni quantiche tra i due fotoni (quindi il cambiamento di uno che causa un istantaneo cambiamento nell’altro) hanno permesso di condividere le informazioni per decriptare il codice segreto.

Anche se il teletrasporto di massa, energia o persino informazioni digitali nel senso classico del termine (i bit) rimane impossibile, la possibilità di tramettere qubit a una velocità superluminale (superiore a quella della luce) può essere sfruttata anche nello sviluppo di quantum computer, macchine in grado di sfruttare i fenomeni della meccanica quantistica, come, appunto, l’Entanglement, per raggiungere potenze di calcolo esponenzialmente più elevate rispetto ai computer basati sui transistor, visto che la trasmissione di dati avverrebbe istantaneamente. Molti governi stanno già investendo notevoli risorse su questi progetti.

La limitazione principale nel teletrasporto di informazioni quantiche e nella realizzazione e di quantum computer è che la memoria quantica è in grado di ritenere i dati solo per una frazione di secondo. Anche la memoria DRAM dei computer classici deve essere riscritta ogni 9-70 nanosecondi: il problema dei qubit è che, secondo le leggi della meccanica quantistica, il semplice atto di riscrivere un dato lo altera irreversibilmente. I fotoni usati nel teletrasporto di dati quantici viaggiano alla velocità della luce e quindi impiegano un tot di tempo (pr quanto ridotto) per raggiungere la propria destinazione. Se il tempo impiegato è superiore a quello della memoria quantica, il messaggio andrà perduto.

Il team di ricercatori guidato da Jenkins ha sviluppato memorie quantiche in grado di durare per 7,2 microsecondi, inscrivendo i qubit nello spin di atomi gassosi e schermandoli da campi magnetici che possono distorcerne lo spin. Questo lasso di tempo permetterebbe a un messaggio quantico di essere trasmesso istantaneamente per distanze di oltre 1000 chilometri.