AvanTIQuantum Internet più vicino grazie al teletrasporto quantistico

Il quantum computing ha un potenziale enorme, ma lo potrà sprigionare solo con lo sviluppo di una rete internet quantistica. L’interesse per le future reti di comunicazione quantistica risiede nel fatto che è essenzialmente impossibile intercettare i messaggi codificati in stati quantistici. Questo perché leggere lo stato quantistico di una particella inevitabilmente lo altera, e quindi è facile rilevare se qualcuno ha spiato il collegamento di comunicazione.
Tuttavia, trasportare stati quantistici su distanze significative è complicato. I ricercatori hanno avuto un discreto successo nel trasmettere messaggi legati ai quantum state di fotoni oltre diverse centinaia di chilometri di cavi ottici, e anche utilizzando la comunicazione quantistica satellitare per stabilire collegamenti tra distanze ancora maggiori. Ma le inevitabili perdite di segnale rilevate su entrambe le modalità di comunicazione rendono complicato la realizzazione di una vera rete internet quantistica.
Un soluzione alternativa potrebbe essere quella di sfruttare un altro fenomeno chiamato teletrasporto quantistico, che permette di trasferire informazioni da un luogo all’altro senza muovere effettivamente la materia fisica che le contiene. Il teletrasporto quantistico si basa sulla proprietà detta “entanglement” che descrive come un cambiamento nello stato di un sistema quantistico influisca istantaneamente sullo stato di un altro sistema distante. Oggi, l’esperimento riuscito di un team di ricercatori della Delft University of Technology ha fornito la prima dimostrazione pratica di come questo processo potrebbe funzionare.
Il team ha creato tre “nodi” quantistici chiamati Alice, Bob e Charlie, che sono in grado di memorizzare informazioni quantistiche in qubit, sfruttando un centro di vacanza dell’azoto. Si tratta di piccoli difetti nei diamanti che possono essere usati per intrappolare gli elettroni e alterare il loro stato quantistico. I ricercatori hanno quindi collegato Alice a Bob e Bob a Charlie usando fibre ottiche. L’obbiettivo dell’esperimento, descritto in un paper pubblicato su Nature, consisteva invece nel teletrasportare informazioni quantistiche tra Alice e Charlie, che non erano collegati direttamente tra loro. Per farlo, hanno creato un collegamento di teletrasporto tra i due, basandosi appunto sul fenomeno dell’entanglement.
Per ora il sistema di scambio è stato testato tra tre soli punti ma rappresenta un passaggio fondamentale per realizzare vere e proprie reti quantistiche. «È un passo avanti significativo perché abbiamo realizzato per la prima volta un protocollo per collegare due nodi che non erano direttamente connessi tra loro», ha commentato Matteo Pompili, ricercatore italiano che ha partecipato all’esperimento.
Inoltre, nonostante l’esperimento sia stato condotto su nodi distanti solo circa 60 piedi, in linea di principio il teletrasporto dovrebbe essere possibile a qualsiasi distanza, il che potrebbe aggirare i problemi della trasmissione di informazioni quantistiche su canali ottici. L’obbiettivo, infatti, è quello di allargare sempre di più queste reti quantistiche fino a rivoluzionare il modo in cui i dati viaggiano da un luogo all’altro nel mondo.