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Dati teletrasportati mediante Entanglement quantistico

Quella che può sembrare una cosa fantascientifica, sembra stia iniziando ad essere realtà. Il primo teletrasporto di dati tra due chip è avvenuto, mediante entanglement quantistico. Il tutto grazie ad una collaborazione di ricerca tra l’Università di Bristol e la Technical University of Denmark. La ricerca è stata pubblicata su Nature, con il titolo Chip-to-chip quantum teleportation and multi-photon entanglement in silicon.

Fino a poco fa sembrava quasi impossibile una cosa del genere. Ed infatti l’entanglement quantistico era appellato da Albert Einstein come “azione spettrale a distanza”. Il tutto perchè questo fenomeno sembra disobbedire a delle particolari leggi della fisica. In primis quella riguardante la velocità della luce, ed in secondo luogo quella della località.

Entanglement quantistico: come funziona

L’entanglement quantistico è l’accoppiamento di due particelle quantistiche, che condivideranno uno stato, indipendentemente dalla loro posizione l’una rispetto all’altra. In altre parole, quando la prima particella viene manipolata, gli effetti saranno misurabili istantaneamente sulla seconda, indipendentemente dal fatto che siano vicine tra loro piuttosto che ad una distanza elevata. Questa distanza può essere infinitamente lunga, ma gli effetti saranno comunque immediatamente misurabili.

Tutto ciò consentirebbe comunicazioni più veloci della luce, anche se andrebbe contro teoremi stabiliti. Da qui l’osservazione di Einstein riguardo l’entanglement. Senza considerare poi che andrebbe anche contro il principio fisico della località, secondo il quale il passaggio di informazione tra diversi elementi di un sistema può avvenire soltanto tramite interazioni causali successive, che agiscano spazialmente dall’inizio alla fine.

Sfruttando le tecniche di fabbricazione dei semiconduttori, i portatori naturali di informazioni quantistiche come atomi, elettroni e fotoni possono essere incorporati in dispositivi integrati scalabili.
Sfruttando le tecniche di fabbricazione dei semiconduttori, i portatori naturali di informazioni quantistiche come atomi, elettroni e fotoni possono essere incorporati in dispositivi integrati scalabili.

Ma vediamo allora come sia stato possibile per i ricercatori delle due università teletrasportare i dati da un chip all’altro. E soprattutto analizziamo i vantaggi e le conseguenze che derivano da questo metodo di teletrasporto dei dati tra i due chip.

Come sono stati teletrasportati i dati

I ricercatori hanno dimostrato che è stato possibile teletrasportare i dati tra i due chip tramite un collegamento mediante entanglement quantistico. In questo collegamento i fotoni su questi chip condividevano un singolo stato quantico. Ogni chip è stato quindi completamente programmato per eseguire una gamma di dimostrazioni che utilizzano l’entanglement. La dimostrazione principale era un esperimento di teletrasporto tra i due chip.

Schema della distribuzione entanglement da chip a chip con il teletrasporto di singoli qubit usando la tecnica di conversione di polarizzazione del percorso
Schema della distribuzione entanglement da chip a chip con il teletrasporto di singoli qubit usando la tecnica di conversione di polarizzazione del percorso

Tramite questo teletrasporto lo stato quantico individuale di una particella viene trasmesso attraverso i due chip dopo l’esecuzione di una misurazione quantistica, che fa collassare il collegamento di entanglement e trasferisce lo stato delle particelle su un’altra particella già presente sul chip del ricevitore.

Jianwei Wang, il principale autore della pubblicazione, ha dichiarato: “In futuro, una singola integrazione con chip di silicio di dispositivi fotonici quantistici e controlli elettronici classici aprirà le porte a reti di comunicazione ed elaborazione di informazioni quantistiche compatibili con CMOS completamente basate su chip”.

Inoltre i risultati dell’esperimento sono stati davvero impressionanti. Il 91% dei dati è stato teletrasportato con successo. Questo apre le porte ad una vastità di applicazioni, che con opportune modifiche al metodo, e con una appropriata larghezza di banda, potrebbe dare vita a moltissime opportunità per il futuro.

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