Uno studio ci avvicina al teletrasporto quantistico e alla creazione di reti super veloci e sicure

22 Giugno 2014 45

Science ha pubblicato uno studio che potrebbe rivoluzionare la circolazione di informazioni in rete, portando alla creazione di una rete "quantistica". Il team responsabile della ricerca appartiene alla Delft University of Technology, in Olanda. L'importante risultato conseguito consiste nell'aver teletrasportato lo stato di un sistema quantistico, per una distanza di 3 metri. In realtà non è nemmeno questo il risultato davvero importante: esperimenti simili sono stati già compiuti in passato, ma con un margine di errore molto consistente. Il team olandese, invece, sembra aver ottenuto un sistema efficace nel 100% dei casi, con una qualità, nella trasmissione dei dati, pari al 77%.

Prima di spiegare come è stato eseguito il teletrasporto, e quale impatto potrebbe avere sulla tecnologia, è doveroso fare una premessa. Non si parla di teletrasporto di esseri umani o di oggetti che svaniscono e riappaiono altrove, come nei film di fantascienza. A viaggiare sono le informazioni contenute nella materia, gli stati quantistici, per l'appunto.

Il principio alla base è quello dell'"entanglement", un termine che potremmo tradurre come "intreccio". Le informazioni sugli stati quantistici non sfruttano i bit, assumendo valori pari o a zero, oppure ad uno. In questo caso si fa riferimento ai quantum bit, che possono assumere entrambi i valori (zero e uno) simultaneamente, per il principio della sovrapposizione quantistica. L'entanglement è un fenomeno che riguarda il rapporto tra due particelle: una volta entrate in contatto, si crea questa sorta di "aggrovigliamento", in virtù del quale si riscontra una connessione, tra le particelle stesse, anche quando vengono separate e poste a notevole distanza. La misura dello stato quantistico di una particella implica un cambiamento, di senso opposto, nell'altra particella: ecco, dunque, come la conoscenza di informazioni su una particella ci porta, a conoscere, istantaneamente, anche informazioni sull'altra particella. Le informazioni, dunque, si sono teletrasportate.

Per comprendere meglio questo principio, facciamo un banale esempio: presupponiamo che un paio di guanti rappresenti due particelle. Tra i due guanti c'è un legame diretto, che vale anche a grandissima distanza: se andate a sciare, ed una volta tornati a casa vi accorgete di avere un solo guanto, potete determinare immediatamente un'informazione che riguarda l'altro. Se il guanto in vostro possesso è il destro, quello perso è sicuramente il sinistro (ovviamente è perfettamente valido anche il viceversa). L'entanglement opera più o meno nello stesso modo: la differenza consiste nel fatto che, nel caso degli stati quantistici, occorre un'osservazione per stabilire lo stato di ciascun "guanto", poiché, per il già citato principio di sovrapposizione, entrambi i guanti sarebbero, al contempo, sia destri che sinistri.

Per condurre l'esperimento sono stati utilizzati due chip composti da diamanti, conservati nell’elio liquido, a -270 gradi, e raggi laser. Il team ha sfruttato i difetti nella colorazione del diamante: uno degli atomi di carbonio è assente, mentre un altro è sostituito da un atomo di azoto. Si è quindi creato un entanglement tra due elettroni nei due chip. A questo punto è stato effettuato il teletrasporto dello stato quantistico dell'azoto, contenuto in un diamante, nell'elettrone "collegato", presente nell'altro diamante, situato a 3 metri di distanza.

Quali sono le applicazioni pratiche che una simile scoperta potrebbe rendere possibili? Trattandosi di teletrasporto di informazioni, la conseguenza più diretta è la creazione di reti e computer quantistici. Un'infrastruttura di questo genere consentirebbe un trasferimenti dei dati non solo più veloce, ma soprattutto più sicuro: l'entanglement, utilizzato in qualità di canale di comunicazione, permetterebbe di teletrasportare informazioni senza possibilità di intercettarne il percorso, poiché il teletrasporto quantistico non segue alcune percorso, nel senso letterale del termine. Ovviamente la creazione di una simile tecnologia è ancora lontana: lo scoglio da superare è proprio la creazione dell'entanglement, condizione assolutamente necessaria al funzionamento del teletrasporto. Realisticamente, secondo i ricercatori, non si potrà pensare a nessun prodotto commerciale prima di una decina di anni.

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Commenti

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Ulvis

Cari i miei ragazzi, una zona del cervello, di tutte le creature viventi, ospita la sinapsi quantica. A voi i commenti.

Gios

Devi partire da dove sei oggi, non da dove eri 50 anni fa (la legge di moore più che una legge è una cavolata di uno che si è svegliato felice la mattina ahahhaaXD).

I quantum dots e questi fenomeni funzionano ottimamente su singolo device, ma se andiamo sui miliardi per ora (e per un bel po) dovrebbero essere cosi distanti tra di loro da risultare a livello di densità di integrazione inferiore ai mos. (siamo arrivati al limite di crosstalk termico anche sui mos, la distanza minima tra due well di due mos è maggiore della dimensione dello stesso mos: in sostanza possiamo rimpicciolire ancora i mos ma la densità di integrazione non varierebbe. Sono limiti fisici difficilmente superabili)

glukosio

Sono d'accordo solo in parte. I transistor sono miliardi adesso, ma all'epoca dei primi microprocessori, anzi, ancora dei primi calcolatori a relè, i "computer" contenevano un numero bassissimo di transistor, che piano piano si sta evolvendo, aumentandone il numero all'incirca di due volte ogni 18 mesi (legge di Moore).
Se adesso sono miliardi è tutto frutto di tempo e denaro dedicati allo sviluppo e alla ricerca! Sicuramente con i computer quantistici faranno più in fretta, e presumo che la legge di Moore non sarà più valida, ma ovviamente, almeno all'inizio della sua storia, avranno bisogno di tempo.. è una cosa a modo suo rivoluzionaria!

Andrea Serino

La fisica quantistica sembra essere fatta apposta per non rientrare in nessun comune schema mentale..guardati l esperimento della doppia fenditura

Maurizio Mugelli

prima di tutto ancora c'e' tantissimo da lavorare prima che abbiano raggiunto il livello di affidabilita' e sviluppo per andare nella produzione di massa, sono ancora ad uno stadio sperimentale.
seconda di poi non esistono i "processori" quantistici, o meglio, non aspettarti che siano delle unita' generalistiche come una normale cpu.
certo, potresti usare un processore quantistico anche per le normali operazioni aritmetico/logiche di una cpu ma anche soltanto per fare 1+1 ed ottenere 2 invece di una matrice di potenziali ci sprecheresti tanti di quei cicli macchina da rendere il processore quasi inutile.
le unita' quantistiche brillano nel genere di operazioni dove sono specializzati, e' piu' prevedibile vederli diffondere come scheda aggiuntiva come le schede video o (quando raggiungeranno una sufficiente maturita' di integrazione) componente aggiuntivo specializzato nella normale cpu, un po' come adesso ci sono le componenti vliw simd e simili.

Tony_the_only

Grazie per la spiegazione, rende ancora di più l'idea anche se mi riesce impossibile immaginarlo.

Giuseppe

Naaa nessuno andrebbe più sulla tazza xD

Andrea Barx

Forse........non si sà, dipenda di EA, c'è sempre margine per peggiorare xD

Gios

No lui usava la risonanza Schumann

Gios

Il problema dei device e soluzioni di questo tipo è renderle funzionali parlando di miliardi di device/informazioni e non un unicum.
Un esempio sono i quantum dots già studiati in elettronica: presi da soli sono qianto di meglio si possa fare, ma appena ne integri centinaia in modo spinto si vedono i limiti dovuti alle forti interferenze! (E ricordiamo che i transistor sono miliardi e non centinaia in u Soc ! )

iclaudio

mi pare che quel ragazzaccio di tesla ci provò una volta...

Squak900O

Sperando che qualcuno non la stia gia facendo...

Giuseppe

Pensa se potessi teletrasportare la cacca anche facendola in macchina direttamente nel bagno di casa nostra *.* sogno *.*

Squak900O

Non dovrò piu aspettare 24h per la consegns dei pacchi da parte di Amazon!

Giuseppe

È più rivoluzionaria la notifica pop up di ios 8.... [ cit:]

ppojo

E io che ero rimasto alla dinamica, fluidodinamica, termodinamica....

Teocrysis

Semplicemente quando hanno lo stesso stato quantistico sono virtualmente la stessa particella, cioè che non potresti distinguere una dall'altra, in una situazione del genere quando una delle due cambia anche la seconda cambia in modo immediato, come modificassi la stessa particella, appunto.
Questa spiegazione probabilmente è scientificamente sbagliata, ma rende l'idea.

Alexander DeLarge

si ma quanti di preciso?

Alexander DeLarge

mi vuoi dire che tra un po' Watch Dogs per pc smetterà di scattare??

Tony_the_only

Continuo a non capire...se fossero "sincronizzate" sarebbe sottinteso che non ci può essere nessuna "modifica" ad una delle due perché in questo caso come farebbero a restare sincronizzate se non c'è un "aggiornamento" della "modifica"? Se non c'è un percorso di comunicazione?

Lorenzo Atzeni

Uno degli tanti aspetti della fisica quantistica che non sono ancora stati spiegati? Ammesso che ci sia una spiegazione razionale... D'altronde anche la fisica per molti aspetti e qualcosa di inspiegabile... solamente che e più vicino al nostro pensiero e siamo più propensi ad assumerlo come vero.

Danilo Piteo

Non c'è alcuna comunicazione, è quella la chiave.
La correlazione quantica implica, come spieghi l'articolo, un intreccio tra le 2 particelle.. è un po come si sincronizzassero in determinate circostanze...
Queste particelle possono in seguito essere separate di metri o di anni luce, ma in ogni caso rimarranno "sincronizzate", dando vita al "teletrasporto" di informazioni.

Riccardo1995

Jhahahahahahahahahahahahahaha se lo sapessi non sarei qua! Ahahahhahahaha ma ti avrei vinto 9 premi nobel e risolto tutti i problemi del mondo !

Riccardo1995

80 ore di puntate ci faranno su questo argomento! Hhaahahahaahhahahahaha mamma mia !

Tony_the_only

Sarò nabbo ma non ho ancora capito come fanno queste particelle a comunicare tra di loro e a "sapere" cosa succede alle controparti particelle "gemelle" senza seguire un percorso.

Se fosse così abbiamo risolto i problemi di "ping" di tutti i videogame...mai più lagg :D

hector100

è vero che a napoli ci sono disagi enormi ma hai fatto un esempio sbagliato fino a qualche anno fa la tratta roma-napoli era sulla carta la piu' veloce del mondo , il treno progettato dalla ferrari pteva raggiungere quasi i 600 km all'ora ..ma per motivi di sicurezza viaggia max 360.

hector100

meno male ,tutto il giorno in macchina mi sto scocciando.-.

kPAINk

Capirai....

baldanx

In germania lo fanno... :D

baldanx

Precedo i geni che verranno dopo :)

JackStrambo

Per quanto le persone possano dire di non apprezzare la matematica e la fisica sfido chiunque a non rimanere affascinato davanti cose del genere.
La scienza è incredibile, più cose si scoprono e più ne escono fuori.
Mi sento come un bambino piccolo davanti certe notizie, perdono.

parabellum82

Sicuramente ci teletrasporteremo anche noi, prima che venga ultimata la SA-RC

Andrea Barx

Considera pure che siamo agli albori, i primi PC erano grandi come stanze e le prime versioni come potenze elaborative erano paragonabili agli strumenti dell'epoca analogici ;)

JackStrambo

Guanti / quanti.
Ecco spiegata la metafora dell'articolo.

Andrea Barx

Mistero.........mhuuu Noooooooo xD

Apocalysse

Bhè insomma, le CPU quantistiche hanno mostrato i muscoli in alcuni calcoli specializzati, vuoi per non conoscenza di cosa ci si possa fare appieno, vuoi per per limiti della CPU stessa, ma ad oggi dipende c'è solo un pugno di società che li usano tra cui Google che si diletta a sperimentare ^^

Andrea Barx

La cosa è diversa, per la Napoli-Roma che non c'è segnale e per pure negligenza e menefreghismo dello stato e degli operatori mobili. La ricerca prima di arrivare allo stadio di commercializzazione deve esser affinata in modo da generare profitti visto che gli investimenti sono ingenti, ma piano piano arrivano le cose, 30 anni fa c'era la gente che girava con le radio in spalla per sentirsi la musica XD ora siamo con il lettore integrato nelle cuffie che contiene migliaia di canzoni ed è cosi piccolo che non si vede nemmeno che hai le cuffie e finiscono per prenderti per pazzo XD. Per il discorso Roma-Napoli.......per quello nemmeno tra 30 lo sistemano e siamo ottimisti xD

ilpomo

No, vota M5S.

Riccardo1995

avevo visto un documentario su questo ! Fa paura quanto ancora è mistero per noi, e cosa ancora l'uomo potrà fare!

Andrea Barx

E soprattutto no i sarebbe più il limite di velocità di download e upload dati e ancora più importante si poterebbe cominciare con una nave distante anni luce in tempo reale perché la correlazione quantistica è indipendente dallo spazio-tempo, non per niente veniva chiama anche effetto fantasma dal signor Einstein. La meccanica quantistica e soprattutto l'informatica quantistica un infinito mondo di possibilità *.* . L'informatica moderna paragonata ad una cpu quantistica di pochi Qubit è come paragonare l'abaco a un super computer come il Tianhe-2, non so se rendo l'idea

sardanus

sei un troll?

Yellowt

A quanto mi risulta, l'entanglement può "collegare" anche più di due sistemi quantistici.
Volatilizzata la sicurezza visto che basterebbe un terzo sistema per intercettare ogni cosa, anzi anche per interagire...
Resta comunque una tecnologia rivoluzionaria che potrebbe eliminare concetti come contatto elettrico, connessione e trasferimento.
Semplicemente un collegamento quantico funzionerebbe e basta, senza cavi, onde elettromagnetiche o altro...

baldanx

I quanti sono cancerogeni

baldanx

"i ricercatori, non si potrà pensare a nessun prodotto commerciale prima di una decina di anni"..............di questo passo nemmeno fra 50

proc1

teletrasporto, viaggi su marte, computer quantistici... però ancora oggi nella tratta ferroviaria napoli-roma per la metà del tempo non c'è segnale mobile. il disavanzo tra ricerca e sviluppo e tecnologia realmente applicata è uguale a quello tra politica televisiva e politica reale in parlamento

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