La parola teletrasporto d’impatto ci fa pensare a flotte stellari, vulcaniani, esplorazioni di nuovi pianeti, serie di fantascienza che hanno costruito l’immaginazione spaziale di molte generazioni. Nel mondo subatomico della meccanica quantistica, il teletrasporto quantistico è possibile anche se in maniera diversa da quella rappresentata in TV.
Recenti ricerche in questo ambito stanno studiando nuovi modi per manipolare gli elettroni e trasmettere informazioni in modi impossibili per i computer attuali. Teletrasporto va compreso come teletrasporto quantistico, ovvero come trasporto di informazioni e non trasporto di materia. È un modo avanzatissimo per trasferire un bit quantistico, chiamato qubit, da un posto all’altro senza trasportare una particella fisica.
FISICA QUANTISTICA, QUESTA SCONOSCIUTA
Di cosa stiamo parlando? Cosa è la fisica quantistica? È una scienza che si occupa del comportamento della materia e dell’energia partendo dagli atomi e dalle particelle. Studia come si comportano fra loro, come interagiscono, se vanno d’accordo, se sono mai state a mangiare una pizza insieme.
Al centro della fisica quantistica molti ignorano, compreso il sottoscritto, che ci sia un mondo affascinante in cui dopo una attenta osservazione si possa scoprire la realtà del mondo microscopico che ci circonda. Gli studiosi di questa complicatissima ma affascinante materia hanno l’occasione di entrare più a stretto contatto con l’intricato funzionamento dell’intero universo. Le particelle possono trovarsi in due o più stati contemporaneamente e studiarne le potenzialità: è il duro lavoro di scienziati che hanno cambiato e cambieranno il futuro.
Il teletrasporto quantistico è la messa in pratica di quello che Albert Einstein chiamava azione spettrale. Si tratta di uno dei concetti fondamentali della fisica, più nota nel settore con il nome di entanglement quantistico. Questa teoria dimostra che le proprietà di una particella influenzano le proprietà di un’altra particella anche quando sono separate da una lunghissima distanza. Il teletrasporto quantistico, quindi, coinvolge queste due particelle distanti e correlate più una terza, il cui stato si trasferisce alle altre due.
Ma per chi, come il sottoscritto, non ha mai preso più di cinque meno a fisica, cerchiamo di capire quali benefici tangibili può regalarci. In realtà ha un immenso potenziale per molteplici applicazioni che vanno dall’informatica alla stessa comunicazione. La capacità di trasferire istantaneamente informazioni quantistiche sta aprendo nuove strade per il progresso tecnologico.
TELETRASPORTO QUANTISTICO: A COSA SERVE?
Ad esempio, nel campo informatico il teletrasporto quantistico consente di aumentare in modo illimitato la potenza di un calcolo. Qualcuno con poca conoscenza nel campo probabilmente rimarrebbe stupito solo se vedesse il proprio gatto scomparire dal salotto per riapparire in veranda. A questo ancora non siamo arrivati, ma si tratta comunque di un enorme passo in avanti.
Infatti, in un computer tradizionale l’unità fondamentale è o zero oppure uno. In un computer quantistico l’unità invece può esistere un uno stato di sovrapposizione; quindi, può essere rappresentata sia da zero che da uno. Questo permette ai computer quantistici di eseguire alcuni calcoli in modo esponenzialmente più veloce, preciso e redditizio rispetto ai computer classici. Questo mezzo diventa quindi ideale per risolvere problemi estremamente complessi che sarebbero impraticabili dall’informatica attuale.
Anche nel mondo della comunicazione, il teletrasporto quantistico ha il potenziale per giungere ad una trasmissione sicura e fulminea di informazioni. Può consentire lo sviluppo di reti quantistiche non violabili e migliorare i metodi di crittografia. Il desiderio di comunicazioni sicure è sempre stato di primaria importanza nella storia dell’umanità.
La crittografia tradizionale è stata utilizzata per secoli pensando fosse insuperabile. Cifrari usati per proteggere messaggi già dai tempi degli Egizi e dei loro geroglifici. Messaggi segreti di politica, strategia, guerra, amore, economia. Nell’antica Grecia, ad esempio, veniva usata la falce che era un’asta intorno alla quale veniva avvolta una pergamena che diventava illeggibile una volta srotolata. L’unica possibilità di leggerla era avere una falce identica dove riavvolgerla.
La sicurezza della crittografia quantistica invece si basa sull’uso di stati quantistici per trasmettere informazioni. Questi stati sono fragili e vengono facilmente perturbati da qualsiasi tentativo di misurazione o intercettazione. Ciò significa che qualsiasi tentativo non autorizzato di intercettare le informazioni sarà immediatamente sgamato dai riceventi. Oggi conoscere le idee belliche di un nemico è praticamente impossibile, come sapere a che ora rincasare per avere la certezza di trovare la moglie con l’amante.
TELETRASPORTO QUANTISTICO: COME CI SIAMO ARRIVATI?
Il teletrasporto quantistico ha una storia relativamente recente che è partita all’incirca agli inizi degli anni Novanta. In quel periodo diversi, fra i più affermati fisici al mondo, proposero il concetto. Agli inizi, come accade ogni qualvolta si parli d’innovazione, il concetto appariva stravagante, visionario, privo di fondamenti. Come per la Terra sferica rispetto alla piatta, l’inizio è stato duro avendo contro gran parte della scienza tradizionale. Sembrava davvero solo una mera curiosità teorica, un capriccio di alcuni, un concetto che esisteva solo sulla carta.
Nel 1997, un gruppo di scienziati guidati da Charles H. Bennett presso il Centro di Ricerca IBM Thomas J. Watson ha dimostrato per la prima volta con successo il teletrasporto quantistico. Utilizzando una coppia di particelle aggrovigliate, sono stati in grado di trasferire lo stato quantistico di una particella a un’altra, separata da una distanza di diversi metri. Questo esperimento rivoluzionario ha confermato la fattibilità del teletrasporto quantistico ed ha aperto nuove possibilità per la comunicazione e l’informatica quantistica.
Da allora, in molti sono saliti sul carro vincente del teletrasporto quantistico che è diventato una base di ricerca e innovazione. Gli scienziati di tutto il mondo stanno esplorando diversi metodi e tecniche per migliorare l’efficienza e l’affidabilità del teletrasporto quantistico. Dal teletrasporto quantistico su lunghe distanze al teletrasporto di sistemi quantistici complessi, le possibilità sembrano infinite.
Ogni giorno gli scienziati del globo terraqueo sono pronti a condividere nuovi misteri del mondo quantistico. Con ogni nuova scoperta, ci avviciniamo sempre di più alla possibilità di sfruttare il potenziale di questo fenomeno che apre la mente.
E qui torniamo all’inizio di questo articolo, a chi sogna in grande, a tutti coloro che credono che all’interno di qualche laboratorio sotterraneo un manipolo di scienziati stia procedendo al passo successivo. Spazio alla fantasia, alle favole, alle credenze popolari nelle quali alcuni immaginano gabbie piene di topolini bianchi pronti ed essere teletrasportati dal Polo Nord al Polo Sud.
