Test quantistico sulla Stazione Spaziale Internazionale
Una particolare versione di teletrasporto quantistico, conosciuta come SuperDense quantum teleportation – sarà presto testata sulla Stazione Spaziale Internazionale.
Proposta più di dieci anni fa dal fisico Herbert Bernstein, docente all’Università di Hampshire, la teoria cerca di spiegare in quanti modi è possibile teletrasportare uno stato quantico da una parte di un laboratorio ad un luogo o stazione remota.
La Stazione Spaziale Internazionale. (Crediti: NASA).
Due dei suoi esperimenti hanno contribuito a far nascere due branche della fisica contemporanea, l’interferometria quantistica e l’uso molto spinto dell’entanglement nel teletrasporto tra fotoni. Ora, Herbert Bernstein è membro di un gruppo di ricerca guidato da Paolo Kwiat, fisico dell’Università dell’Illinois che ha effettuato il primo esperimento di teletrasporto di stati superdensi.
La NASA ha finanziato il lavoro per i prossimi tre anni, e il team collaborerà con il Jet Propulsion Laboratory che fornirà il supporto tecnologico ed ingegneristico per realizzare il progetto. E’ la seconda volta che finanzia questa forma di teletrasporto quantistico: la prima risale al 2010 e costituisce, storicamente, la prima testimonianza dell’effettiva esistenza di questa possibilità.
Per capire di cosa si tratta facciamo un esempio. Il teletrasporto è, genericamente, un modo per connettere due realtà che naturalmente non lo sono. Si prepara adeguatamente un fotone A in uno stato quantistico xy e si fa in modo di teletrasportare quello stato al fotone B che non lo possedeva.
Detto con le parole di Herbert Bernstein, “lo stato quantistico è essenzialmente l’informazione di base riguardo alla micro-realtà”. Dal momento che la computazione quantistica sfrutta mirabilmente le proprietà dei qubit di trovarsi nello stesso tempo in un numero infinito di stati – e non solo 0 o 1 come accade ai bit classici – sono già stati effettuati numerosi esperimenti di teletrasporto sfruttando soprattutto il fenomeno dell’entanglement.
Ma l’idea di Herbert Bernstein si differenzia dai protocolli tradizionali: con “teletrasporto quantistico superdenso” si intende la possibilità di inviare il doppio delle informazioni che attualmente gli scienziati inviano nei loro esperimenti pur utilizzando lo stesso numero di bit e byte. Di per sé uno stato quantico che va da A a B è già “denso”: il contributo di Herbert Bernstein è quello di insistere nel potenziare al massimo (e testare eventualmente i limiti) di questa super-densità informazionale.
Ed è naturale che i progressi nel campo dell’informatica quantistica saranno sempre più interessanti per la NASA, non solo per l’invio sicuro di informazioni nello spazio profondo, ma soprattutto per elaborare meccanismi sempre più sofisticati per proteggere le comunicazioni da attacchi e hackeraggi.
