Francesca Mancuso Realizzato per la prima volta al Fermilab un teletrasporto quantistico ad alta fedeltà e su lunghe distanze
©Shutterstock/ sakkmesterke
La fantascienza è realtà. Se il teletrasporto sembra roba da film, aspettate. Vari gruppi di scienziati guidati dai ricercatori del Fermilab sono riusciti nell’impresa di realizzare per la prima volta un teletrasporto quantistico ad alta fedeltà e su lunghe distanze.
Un passo significativo nella direzione della realizzazione di un Internet quantistico. Nei giorni scorsi, gli scienziati del Fermilab, un laboratorio nazionale del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, insieme agli scienziati della Caltech, della Nasa e di altri partner hanno compiuto un vero e proprio miracolo.
In un articolo pubblicato su PRX Quantum, il team ha presentato per la prima volta la dimostrazione di un teletrasporto prolungato a lunga distanza (44 chilometri di fibra) di qubit di fotoni (quanti di luce) con una fedeltà superiore al 90%. I qubit sono stati teletrasportati su una rete in fibra ottica utilizzando rilevatori a fotone singolo all’avanguardia e apparecchiature standard.
Cos’è il teletrasporto quantistico
Il teletrasporto quantistico è un trasferimento di stati quantistici da un luogo a un altro. Il teletrasporto di qubit si ottiene utilizzando l’entanglement quantistico, in cui due o più particelle sono inestricabilmente legate l’una all’altra. Se una coppia di particelle entangled è condivisa tra due posizioni separate, indipendentemente dalla distanza tra loro, le informazioni codificate vengono teletrasportate.
©Fermilab
Il team congiunto ha teletrasportato con successo i qubit su due sistemi: Caltech Quantum Network , o CQNET, e Fermilab Quantum Network , o FQNET. Durante la dimostrazione del teletrasporto quantistico ad alta fedeltà presso il Fermilab Quantum Network, i cavi in fibra ottica sono stati collegati a dispositivi standard e a sistemi di ricerca e sviluppo all’avanguardia.
“Siamo entusiasti di questi risultati”, ha detto lo scienziato del Fermilab Panagiotis Spentzouris, capo del programma di scienza quantistica e uno dei coautori dell’articolo. “Questo è un risultato chiave sulla strada per la creazione di una tecnologia che ridefinirà il modo in cui conduciamo la comunicazione globale”.
La nuova era della rete internet quantistica
Alla luce dell’impresa, sembra più vicina la possibilità di una nuova rete internet quantistica, in cui le informazioni memorizzate in qubit sono condivise su lunghe distanze attraverso l’entanglement. Quest’ultimo è un fenomeno quantistico unico in forza del quale in determinate condizioni due o più sistemi fisici rappresentano sottosistemi di un sistema più ampio, il cui stato quantico non è descrivibile singolarmente, ma solo come sovrapposizione di più stati. Di conseguenza, la misura di un sottosistema determina simultaneamente il valore anche per gli altri.
Teletrasportare gli stati da un luogo a l’altro ha un potenziale praticamente infinito. Tasformerebbe i campi dell’archiviazione dei dati, del rilevamento di precisione e dell’informatica, inaugurando una nuova era della comunicazione.
“Siamo molto orgogliosi di aver raggiunto questo traguardo sui sistemi di teletrasporto quantistico sostenibili, ad alte prestazioni e scalabili”, ha aggiunto Maria Spiropulu, professoressa di fisica Shang-Yi Ch’en al Caltech e direttrrice del programma di ricerca IN-Q-NET. “I risultati saranno ulteriormente migliorati con gli aggiornamenti del sistema che prevediamo di completare entro il secondo trimestre del 2021”.
“Con questa dimostrazione stiamo iniziando a gettare le basi per la costruzione di una rete quantistica metropolitana nell’area di Chicago”, ha aggiunto Spentzouris.
La rete Chicagoland, denominata Illinois Express Quantum Network, è stata progettata da Fermilab in collaborazione con Argonne National Laboratory, Caltech, Northwestern University e partner industriali.
Fino a qualche anno fa era impossibile anche solo immaginarlo ma oggi è sempre più reale.
Fonti di riferimento: Fermilab, PRX Quantum
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