Nel mondo dei quanti il teletrasporto non è fantascienza

Nell’arco degli ultimi due decenni gli scienziati che si occupano di fisica quantistica sono riusciti a realizzare, all’interno dei loro laboratori, un fenomeno che, a noi persone immerse nella quotidianità, sembrerebbe da “fantascienza”, ossia il teletrasporto quantistico.

In realtà, il teletrasporto di cui parliamo non ha molto a che vedere con quello che la serie Star Trek ci ha abituato a pensare. Non si tratta, infatti, di teletrasportare una persona da una parte all’altra dell’universo, bensì qui si parla di trasporto di informazioni, piuttosto che di materia.

Il teletrasporto è la dimostrazione di ciò che Einstein chiamava “azione spettrale a distanza”, o, come è meglio noto, dell’entanglement quantistico. Quest’ultimo, concetto caposaldo della fisica quantistica e privo di corrispettivo nella fisica classica, è un fenomeno nel quale le proprietà di due particelle (a e b) inizialmente interagenti si influenzano a vicenda, anche quando queste due vengono poste a notevole distanza l’una dall’altra.

Sfruttando il fenomeno dell’entanglement, nel teletrasporto quantistico è possibile duplicare istantaneamente le informazioni di fotoni, ioni, in altri fotoni, ioni. Supponiamo che, in un’altra locazione, vi è una terza particella c, che noi vogliamo teletrasportare: quest’ultima viene fatta “interagire” con la particella a e la misura che ne deriva viene trasmessa dove è la particella b.

A questo punto chi è in possesso della particella b può replicare lo stato originale della particella c su un’altra particella che sia dello stesso tipo. In questo modo è possibile replicare lo stato di una particella, che, di fatto, viene “teletrasportata” poiché lo stato dell’ultima particella diventa del tutto identico a quello originario della particella c.

Le ricerche sul teletrasporto stanno avendo negli ultimi anni notevoli sviluppi, e si sono indirizzate nell’esplorazione di modalità per manipolare non più soltanto fotoni, ma anche elettroni, e verso la possibilità di creare un computer quantistico che sarebbe in grado di eseguire calcoli complessi e di interagire con numeri estremamente grandi, superando di gran lunga le capacità dei computer attuali.

Lo scorso anno la comunità scientifica ha dimostrato che è possibile teletrasportare le informazioni quantistiche tra fotoni su microchip fisicamente separati, permettendo così di creare coppie di quantum bit (qubit) correlate.

Ad Agosto, un team di scienziati dell’Università di Rochester e della Purdue University ha esplorato altre modalità di interazione tra elettroni distanti. Tuttavia, mentre i fotoni si propagano a lunghe distanze spontaneamente, gli elettroni di solito sono confinati in uno stesso posto. Per superare questo problema, gli scienziati hanno sfruttato una tecnica basata sul principio di accoppiamento di Heisenberg.

Ogni elettrone è come un magnete a barra con un polo nord e un polo sud che puntano verso l’alto o verso il basso. La direzione dei poli è chiamata momento magnetico dell’elettrone e, se è identica in alcuni tipi di particelle, queste non possono trovarsi nello stesso posto allo stesso momento.

Conseguenza di ciò è che due elettroni con stesso stato quantico non possono trovarsi l’uno sopra l’altro. John Nicol, membro del team di ricerca, ha affermato di essere riuscito a creare l’entanglement tra due elettroni anche senza aver fatto interagire le particelle, e a distribuire coppie correlate di elettroni e teletrasportare i loro stati di momento magnetico.
I risultati prodotti da questa ricerca sembrano promettenti. Chissà se a breve i nostri computer, che tanto bene ci servono, diventeranno obsoleti….

Fonti:
www.media.inaf.it
www.universo7p.it
www.leganerd.com
www.quantica.altervista.com