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Sabato, Luglio 11, 2020
Scienza e Futuro Un altro piccolo passo in avanti verso il Teletrasporto

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Un altro piccolo passo in avanti verso il Teletrasporto

Volendo interpretare gli eventi in termini di competizione internazionale, si potrebbe dire che la Cina si sta facendo sotto ma la vecchia Europa non ha  intenzione di cedere il suo primato.

Da La Palma a Tenerife, nuovo record di distanza per il teletrasporto

Vista dell'orizzonte dell'isola di La Palma, nelle Canarie, dove il team di Zeilinger ha stabilito il primato di distanza per il teletrasposto quantistico.

Qualche giorno fa, infatti, alcuni ricercatori cinesi della University of Science and Technology of China di Shanghai diretti da Jian-Wei Pan hanno pubblicato su arXiv un articolo in cui annunciano di aver completato con successo un esperimento di teletrasporto di uno stato quantistico di fotoni su una distanza di circa 100 chilometri, superando di due ordini di grandezza il precedente primato.

Da La Palma a Tenerife, nuovo record di distanza per il teletrasporto

Pochi giorni dopo, tuttavia, il 17 maggio, il gruppo dell’Università di Vienna guidato da Anton Zeilinger, uno dei pionieri di questo particolare campo di ricerca, ha replicato, sempre su arXiv, con una distanza di 143 chilometri, superando così i colleghi di Shanghai.

Alla base degli esperimenti sul teletrasporto quantistico vi è l’ormai noto fenomeno dell’entanglement, per il quale due particelle opportunamente preparate (convenzionalmente indicate come “A” e “B” o con i nomignoli Alice e Bob) stabiliscono una correlazione di natura quantistica che si mantiene anche allontanandole a una distanza virtualmente arbitraria.

Una misurazione condotta su una delle due fa collassare il suo stato quantistico su un valore definito, e lo stesso avviene per la particella lontana, come se ci fosse una misteriosa interazione istantanea a distanza (spooky action at a distance, come la definì Albert Einstein, che propose per primo il paradosso di questa comunicazione, passato alla storia come “Paradosso EPR”, da un famoso articolo del 1935 scritto con Boris Podolski e Nathan Rosen).

Alla fine degli anni novanta, grazie ai pionieristici studi di Francesco De Martini dell'Università «La Sapienza» di Roma e di Anton Zeilinger, allora all’Università di Innsbruck, la realtà del teletrasporto è stata dimostrata sperimentalmente. Da ciò è nato un fertile filone di ricerca che ha portato a diversi successi, tra cui quello annunciato dallo stesso Pan nel 2010 su una distanza di 16 chilometri. Tuttavia, il risultato era di scarsa applicazione pratica a causa della necessità di preparare i due fotoni entangled in uno spazio molto limitato e non esteso.

Per superare questa limitazione, Pan ha introdotto “Charlie”, un intermediario in grado di preparare due fotoni nello stato entangled a una certa distanza, grazie all’invio di un fascio di luce ultravioletta attraverso un cristallo di bario, riuscendo così a teletrasportare lo stato del fotone Alice verso Bob da una sponda all’altra di un lago con una percentuale di successo dell’80 per cento. Misurata la distanza, fanno appunto 97 chilometri in linea d’aria.

L’esperimento di Zeilinger si è svolto invece nelle Isole Canarie. Sfruttando nuove tecnologie, quali un’innovativa fonte di fotoni entangled e di rivelatori di fotoni singoli a rumore ultra-basso, e superando notevoli difficoltà meteorologiche, il gruppo è riuscito a portare a buon fine il teletrasporto dall'isola di La Palma a quella di Tenerife, che distano tra loro 147 chilometri.

Se i risultati annunciati da Pan e Zeilinger saranno confermati dalla peer review (arXiv, infatti, è un archivio informatico a disposizione della comunità scientifica, ma gli studi pubblicati non sono sottoposti a revisione), e superata quindi ufficialmente la barriera dei 100 chilometri, s’intravede la possibilità di estendere i test utilizzando i satelliti artificiali in orbita. E, guardando più oltre, di stabilire finalmente le basi per tecnologie di comunicazione quantistica di uso pratico.


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