I primi 20 anni del teletrasporto quantistico

Nel 1962 lo scrittore di fantascienza americano Arthur C. Clarke dette alle stampe il libro Profiles of the Future, raccolta di saggi in cui l’autore passava in rassegna i futuri sviluppi della scienza di domani. Una frase tra le tante è diventata famosa e citata innumerevoli volte: “ogni tecnologia sufficientemente avanzata è indistinguibile dalla magia”.

La scienza in questi ultimi anni ci ha abituato a spettacolari dichiarazioni, dai pianeti extrasolari che potrebbero ospitare la vita, al dibattito più che mai attuale sull’intelligenza artificiale. Ma se andiamo nel mondo dell’infinitamente piccolo ci accorgiamo di quanto i progressi in questo campo abbiano portato a teorie e applicazioni che sembrano degne di un film di fantascienza. La magia ovviamente non c’entra, ma parlare di teletrasporto non è più argomento per appassionati di Star Trek: è qualcosa di molto concreto e ha già applicazioni nella nostra società.

La storia del teletrasporto quantistico prende avvio in Italia, dove nel 1997 all’Università La Sapienza di Roma un gruppo di ricercatori guidato da Danilo Boschi compì i primi esperimenti in questo campo basati sul fenomeno dell’entanglement e sul principio di non località. Si tratta di due degli aspetti più controintuitivi della fisica quantistica. Il primo descrive un legame tra due particelle che condividono uno stesso stato quantico e che senza entrare in dettagli possiamo associare al colore blu e a quello rosso.

Il principio di non località prevede un’azione istantanea tra due particelle legate tra loro dal fenomeno dell’entanglement. Per quanto queste due particelle si trovino distanti tra loro, possiamo metterci di mezzo anche l’intera galassia, se scopro che la particella A è rossa saprò per certo che la particella B è di colore blu.

Comunicazione a distanza, quindi e da questo al teletrasporto di informazioni grazie al principio dell’entanglement ci sono voluti oltre venti anni. L’applicazione di questi fenomeni al mondo macroscopico della materia è infatti l’ostacolo maggiore per la realizzazione di simili esperimenti. Un esempio classico di quanto la realtà quantica sia infinitamente lontana da quella che conosciamo è stato ideato da Luming Duan dell'università americana del Michigan e il setting del suo esperimento mentale è un casinò. Tutti gli appassionati di gioco sanno, anche i non appassionati del resto, che i numeri di una roulette hanno tutti la stessa possibilità di uscire e questa probabilità si traduce in una percentuale di ritorno al giocatore uguale al 97,3%. Se vi trovaste in un casino quantistico le cose procederebbero in maniera molto diversa, visto che il risultato di un tavolo andrà ad influire su tutti gli altri tavoli. Quindi una pallina finisce sul rosso e l’altra finisce sul nero e così via senza possibilità di calcolare con precisione la probabilità di uscita di ogni singolo tavolo. Benvenuti nel mondo dei quanti.

Eppure nonostante i risultati controintuitivi cui la fisica quantistica ha abituato fisici che se ne occupano, è un mondo con le sue leggi. Per quanto assurdi possano apparire questi fenomeni, il teletrasporto quantistico e le leggi che ne stanno alla base hanno permesso ai ricercatori di portare avanti esperimenti e progetti le cui applicazioni non tarderanno ad arrivare. La possibilità di trasmettere informazioni in maniera istantanea anche su distanze microscopiche porterà a un’accelerazione nel campo dei computer quantistici. Mentre sulle grandi distanze l’esperimento condotto dalla Cina quest’anno grazie al satellite Micius ha dimostrato la possibilità di una comunicazione quantistica tra un satellite in orbita e una base sulla Terra.

Non siamo ancora arrivati a rendere la nostra tecnologia indistinguibile dalla magia, ma chi sa cosa avremmo pensato solo venti anni fa a sentir parlare i ricercatori di teletrasporto e comunicazione istantanea a distanza.

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