Gli scienziati cinesi dicono di aver “teletrasportato” una particella fotonica da terra a un satellite in orbita a 1.400 km di distanza. Un mondo che prima era confinato nella fantascienza sta diventando realtà?

Beh, più o meno. Ma non è probabile che ci teletrasportiamo presto in ufficio o su una spiaggia delle Bahamas. Mi dispiace.

Come funziona?

In parole povere, il teletrasporto è trasmettere lo stato di una cosa piuttosto che inviare la cosa stessa.

Alcuni fisici fanno l’esempio di un fax – invia informazioni sui segni su un pezzo di carta piuttosto che la carta stessa. Il fax ricevente riceve le informazioni e le applica alla materia prima sotto forma di carta che è già lì.

Quello che non è il teletrasporto nel senso di Star Trek – trasferire la materia istantaneamente da un luogo all’altro – che è come molti istintivamente lo vedono.

Invece, si basa su un fenomeno noto come entanglement quantistico.

Che cos’è l’entanglement quantistico?

In effetti. Il fenomeno si verifica quando due particelle sono create nello stesso momento e luogo e quindi hanno effettivamente la stessa esistenza.

Questo entanglement continua anche quando i fotoni sono poi separati. Significa che se uno dei fotoni cambia, cambia anche l’altro fotone nell’altra posizione.

Il professor Sandu Popescu, dell’Università di Bristol, lavora sull’entanglement quantistico dagli anni ’90.

“Già allora si pensava a Star Trek. Ma stiamo parlando di inviare lo stato di una singola particella, non i miliardi di miliardi di particelle che formano una persona”, dice.

“Se si pensa a un pianeta remoto, prima si dovrebbero scambiare miliardi di coppie di particelle entangled e poi si dovrebbero inviare anche altre informazioni. Questo è altamente non banale.

Come faccio a teletrasportare una particella?

Torniamo alle nostre due particelle aggrovigliate. Se una terza particella interagisce con la prima particella entangled, il cambiamento che avviene nella particella entangled si riflette nella sua gemella.

Quindi la gemella contiene informazioni sulla terza particella e ne assume effettivamente l’esistenza.

Sembra fantastico, qual è il problema?

È stato impossibile creare un collegamento a lunga distanza tra due particelle entangled perché un fotone entangled può viaggiare solo per circa 150 km lungo un canale a fibre ottiche prima di essere assorbito.

I ricercatori hanno visto da tempo il potenziale di un collegamento satellitare perché i fotoni possono viaggiare più facilmente attraverso lo spazio, ma è stato difficile trasmetterli attraverso l’atmosfera terrestre – le condizioni atmosferiche variabili possono deviare le particelle.

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Cosa ha ottenuto il team cinese?

Hanno creato 4.000 coppie di fotoni quantistici al secondo nel loro laboratorio in Tibet e hanno sparato uno dei fotoni di ogni coppia in un fascio di luce verso un satellite chiamato Micius, dal nome di un antico filosofo cinese.

Micius ha un sensibile ricevitore di fotoni che può rilevare gli stati quantici dei singoli fotoni sparati da terra. Il loro rapporto – pubblicato online – dice che è il primo collegamento di questo tipo per il “teletrasporto quantistico fedele e a lunghissima distanza”.

“È un esperimento molto bello – non mi sarei aspettato che tutto funzionasse così velocemente e senza intoppi”, dice il professor Anton Zeilinger dell’Università di Vienna, che ha insegnato allo scienziato capo cinese Pan Jianwei.

Se non si possono teletrasportare le persone, perché è eccitante?

L’obiettivo principale del teletrasporto quantistico al momento è la creazione di reti di comunicazione non violabili.

“Le leggi della natura offrono protezione”, dice il Prof Popescu. “Se qualcuno volesse intercettare le informazioni si potrebbe rilevare perché ogni volta che si cerca di osservare un sistema quantistico lo si disturba.”

La città cinese di Jinan ha già iniziato le prove di una rete sicura basata sulla tecnologia quantistica e una rete che collega Pechino e Shanghai è in fase di sviluppo con i cosiddetti “nodi di fiducia” ogni 100 km dove il segnale quantistico viene misurato e inviato di nuovo, dice il Prof Zeilinger.

“È il primo internet quantistico. La velocità dei dati è bassa, quindi non è utile per l’internet attuale. Ma è utile per aggiornare la chiave quantistica utilizzata per inviare informazioni criptate”, dice il Prof Zeilinger.

La rete quantistica potrebbe essere utilizzata per informazioni finanziarie o elettorali sensibili, dice il professor Ian Walmsley dell’Università di Oxford.

“Ci sono ancora barriere significative da superare. Ma questo è il modo in cui inizia il cambiamento trasformativo”, dice.