Quantum computing: testato il teletrasporto quantistico delle informazioni

La ricerca è firmata ai un gruppo di scienziati dell'Università di Bristol e della Technical University of Denmark. Due chip si sono trasferiti informazioni senza passare per un collegamento fisico. Il lavoro pubblicato su Nature Physics 

Quantum computing, elaborazione quantistica delle informazioni: si prevede che lo sviluppo di tecnologie in grado di elaborare informazioni basate sulle leggi della fisica quantistica avrà un impatto profondo sulla società moderna. Il quantum computing potrebbe essere la chiave per risolvere problemi troppo complessi per i supercomputer più potenti di oggi, così come sistemi di comunicazione e cifratura a base quantistica metterebbero al sicuro le informazioni che ci scambiamo quotidianamente. Una ricerca di un gruppo di scienziati ha dimostrato per la prima volta la fattibilità di una serie di operazioni che potrebbero essere alla base di questa tecnologia: ovvero la trasmissione di informazioni quantiche a distanza.

Si può persino parlare di teletrasporto, teletrasporto quantistico: un procedimento che può apparire quasi inverosimile, ma che si basa sul cosiddetto entanglement quantistico, ovvero un legame a distanza tra due particelle. È grazie a questo fenomeno fisico che i ricercatori dell'Università di Bristol e della Technical University of Denmark sono riusciti a trasportare un'informazione da un chip all'altro senza passare per un collegamento fisico. La ricerca è stata pubblicata su Nature Physics, in un articolo in cui viene spiegato questo esperimento.

Il teletrasporto quantistico (di informazioni)

Una comunicazione avvenuta tramite l'entaglement quantistico: un fenomeno che appartiene esclusivamente al mondo subatomico e che può apparire inverosimile nel mondo fisico "visibile" a cui siamo abituati. Grazie a questo fenomeno, lo stato quantistico di una particella, ovvero l'insieme delle sue "condizioni" in fatto di carica elettrica, spin e altre informazioni. La vera difficoltà, che secondo quanto sostengono i ricercatori è stata superata, è la "misura" di queste informazioni: si tratta di misure complesse e spesso sfuggenti, che possono essere alterate dalla procedura stessa di misurazione diventando incompatibili con un sistema di elaborazione informatica.

Questo è il principio dell'avvenuta comunicazione a distanza: un'informazione è passata da un chip all'altro, senza una connessione fisica tra i due. I ricercatori hanno voluto sottolineare che le precedenti dimostrazioni sperimentali sono state affrontate da sorgenti multifotoniche e operatori multiqubit di alta qualità, ma sempre all'interno di un unico sistema integrato. Nel loro studio si sono serviti invece di chip realizzati con silicio, in particolare di circuiti integrati ottici, non collegati tra loro. La squadra ha riportato un tasso di successo del teletrasporto del 91% ed è riuscita a completare alcune altre funzioni che saranno importanti per il calcolo quantistico. Ciò include lo scambio di entanglement (in cui gli stati possono essere passati tra particelle che non hanno mai interagito direttamente attraverso un mediatore) e l'entanglement di ben quattro fotoni insieme.

"Siamo stati in grado di dimostrare un collegamento entanglement di alta qualità tra due chip in laboratorio, in cui i fotoni su entrambi i chip condividono un singolo stato quantico - ha dichiarato entusiasta Dan Llewellyn, coautore del lavoro - Ogni chip è stato quindi completamente programmato per eseguire una serie di dimostrazioni che utilizzano l'entanglement". "Sulla base del nostro precedente risultato di sorgenti a singolo fotone su chip di alta qualità, abbiamo creato un circuito ancora più complesso contenente quattro fonti - spiega a questo proposito Imad Faruque, un altro coautore della ricerca - Tutte queste fonti sono testate e trovate quasi identiche emettendo fotoni quasi identici, criterio essenziale per l'insieme di esperimenti che abbiamo effettuato".

Università di Bristol