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TELETRASPORTO QUANTISTICO

               Il teletrasporto quantistico consiste non in un trasferimento di materia alla Star Trek  bensì in una istantanea trasmissione di informazione da un punto ad un altro arbitrariamente lontano.

               Più in dettaglio, nel teletrasporto quantistico è possibile, attraverso il  fenomeno dell’entanglement, duplicare istantaneamente “le caratteristiche”(stati quantici) di fotoni, atomi, ioni..in altri fotoni, atomi, ioni.. posti a qualsiasi distanza.

 

Descrizione  semplificata del teletrasporto quantistico dello stato di polarizzazione* tra un fotone e un altro

            Supponiamo di voler teletrasportare lo stato di polarizzazione di un fotone  z dal punto A al punto B.

A tal scopo si producano, mediante opportuno dispositivo, una coppia di fotoni x  e  y  correlati e, senza effettuare alcuna misura per non turbare il loro stato entangled, si invii il primo verso il punto A e il secondo verso il punto B.

              Si indirizzi nel punto A il fotone z di cui si vuole teletrasportare lo stato di polarizzazione e lo si faccia interagire col fotone x; tale operazione, che da luogo a uno di quattro possibili risultati (misurazione dello stato di Bell), provoca la distruzione di x e di z e determina istantaneamente una modifica nello stato del fotone y.

Per perfezionare il teletrasporto bisogna far pervenire, attraverso mezzi convenzionali (telefono, e-mail….), il risultato ottenuto in A alla postazione B dove, in base alla comunicazione ricevuta, o si lascia inalterato il nuovo stato di polarizzazione  di y o vi si apporta un semplice modifica (una rotazione di 90°).

L’operazione di teletrasporto quantistico dello stato di polarizzazione del fotone z al fotone y è così stata effettuata.

 

*Polarizzazione = piano di oscillazione del campo elettrico e magnetico che costituisce la luce.

 

               Cliccando sul  bottone "Avanti>>" sottostante la figura è possibile visualizzare in una successione di disegni schematizzati il suddetto processo di teletrasporto quantistico.

     I primi esperimenti di teletrasporto sono stati effettuati, tra 1993 e il 1997, da due gruppi di ricerca internazionali diretti rispettivamente da Francesco De Martini dell’Università Sapienza di Roma e da Anton Zeilinger dell'istituto di Fisica Sperimentale di Vienna. Nel 2004, lo stesso De Martini ha effettuato un teletrasporto di 600 metri attraverso una fibra ottica, da una parte all’altra del Danubio.
     Nel 2006, alcuni ricercatori dell'Istituto Niels Bohr di Copenhagen hanno teletrasportato uno stato collettivo da un gruppo di circa un trilione di atomi a un altro. Il teletrasporto applicato agli atomi – e cioè alla materia – è un processo molto fragile rispetto a quello sui fotoni, a causa del cosiddetto processo detto di decoerenza, che per colpa delle interazioni con l’ambiente distrugge gli effetti quantistici, entanglement compreso.

      Nel 2010, in Cina, i ricercatori dell’Hefei National Laboratory for Physical Sciences hanno raggiunto i 16 km e senza l’aiuto di fibre ottiche!
 

Approfondimenti

             Breve lezione sull'entanglement e sul teletrasporto quantistico tenuta dal prof. Matteo Paris del Dipartimento di Fisica dell'Univesità di Milano

             Video tratto dalla conferenza "Sviluppi recenti della teoria dei quanti: dalla crittografia al teletrasporto" tenuta il

27 marzo 2008 a Gorizia dal prof. Giancarlo Ghirardi.