Ad Oxford avviene un passo avanti storico nel futuro del calcolo quantistico. Ma gli ostacoli non mancano.
Il teletrasporto non è più solo fantascienza: un team di ricercatori dell’Università di Oxford ha compiuto un passo rivoluzionario nel campo della fisica quantistica, riuscendo a teletrasportare informazioni tra due computer quantistici separati nello spazio. Il risultato, se perfezionato, potrebbe rivoluzionare il modo in cui elaboriamo i dati e avvicinarci all’era dell’Internet quantistico.
Il teletrasporto quantistico: cos’è e come funziona
Quando si parla di teletrasporto, l’immagine che viene subito in mente è quella dei viaggi istantanei nello spazio, in stile Star Trek. Ma in fisica quantistica, il concetto è leggermente diverso: il teletrasporto quantistico è il trasferimento di informazioni tra due punti senza che il dato viaggi fisicamente attraverso lo spazio intermedio. In pratica, è come se due telefoni potessero comunicare senza che un segnale debba viaggiare via cavo o onde radio. Il messaggio appare istantaneamente nel punto di destinazione, senza un percorso visibile. Si tratta di un fenomeno controintuitivo, ma reso possibile dalle leggi della meccanica quantistica.
I ricercatori di Oxford sono riusciti a trasferire istruzioni di calcolo tra due computer quantistici separati, senza bisogno di un collegamento fisico. Hanno usato particelle di luce (fotoni) per creare una sorta di “ponte invisibile” tra i due dispositivi, permettendo loro di comunicare come se fossero un unico sistema.
L’elemento chiave: l’entanglement quantistico
Alla base di questo processo c’è un fenomeno noto come entanglement quantistico. Quando due particelle sono entangled, condividono uno stato quantistico anche se sono separate da enormi distanze: qualsiasi cambiamento su una delle due si riflette immediatamente sull’altra. Nel caso dell’esperimento di Oxford, questa proprietà è stata sfruttata per creare un ponte quantistico tra i due processori, permettendo loro di operare come un’unica unità, pur essendo fisicamente separati.
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Per la prima volta è stato possibile effettuare il teletrasporto quantistico tramite Internet
L’esperimento ha coinvolto due moduli quantistici contenenti qubit ionici intrappolati. I qubit (bit quantistici) sono le unità fondamentali di informazione nei computer quantistici e, a differenza dei bit tradizionali che possono essere solo 0 o 1, possono esistere in entrambi gli stati contemporaneamente grazie al principio della “sovrapposizione quantistica”. Questi qubit sono stati divisi in due categorie: i qubit di rete, responsabili della comunicazione, e i qubit di circuito, che si occupano dei calcoli. Il teletrasporto delle porte logiche ha permesso ai due moduli di lavorare in sincronia, come se fossero parte di un unico super-computer quantistico. In altre parole, è come se due piccoli computer separati fossero riusciti a unire le loro capacità, grazie a una connessione invisibile creata con particelle di luce. Ciò ha permesso di distribuire la potenza di calcolo su più unità, senza bisogno dei collegamenti fisici tradizionali.
Un passo avanti verso l’Internet quantistico
Il risultato ottenuto dagli scienziati di Oxford non è solo un successo accademico, ma avrà delle implicazioni concrete per il futuro della tecnologia. Tuttavia, uno dei principali ostacoli nello sviluppo dei computer quantistici è il cosiddetto problema della scalabilità: attualmente, per costruire una macchina in grado di processare milioni di qubit, servirebbe un colosso tecnologico di dimensioni proibitive.
Con questa nuova tecnica, invece, si potrebbe superare il problema costruendo una rete di piccoli computer quantistici interconnessi, invece di un’unica macchina gigantesca. Questo potrebbe essere il primo passo verso l’Internet quantistico, un sistema di comunicazione che sfrutterebbe le proprietà della meccanica quantistica per trasferire dati in modo ultra-rapido e sicuro. Negli Stati Uniti, i ricercatori di Harvard stanno lavorando su tecnologie simili. Nel 2024, un team è riuscito a scambiare entanglement quantistico tra qubit situati in punti distanti, un altro progresso verso la costruzione di reti di computer quantistici distribuiti.
I prossimi ostacoli
Nonostante il successo, la tecnologia non è ancora pronta per l’uso su larga scala. Attualmente, il teletrasporto delle porte logiche ha raggiunto una precisione dell’86%, un risultato notevole, ma ancora lontano dal 99% necessario per un’applicazione pratica nei computer quantistici.
Questa non è la prima volta che il teletrasporto quantistico viene dimostrato: in passato, gli scienziati sono riusciti a trasmettere stati quantistici tra posizioni distanti e persino a teletrasportare immagini attraverso la luce. Tuttavia, secondo il team di Oxford, questa è la prima dimostrazione del teletrasporto delle porte logiche, un traguardo fondamentale per rendere pratico il calcolo quantistico su scala industriale.
Verso una nuova era
Grazie al continuo perfezionamento di queste tecnologie, i computer quantistici potrebbero presto superare di gran lunga le capacità dei computer tradizionali, rivoluzionando settori come la crittografia, l’analisi dei big data e l’ottimizzazione dei sistemi complessi. L’idea di un mondo in cui le informazioni possano essere trasmesse istantaneamente tra dispositivi lontani potrebbe sembrare fantascienza, ma non è così: i risultati ottenuti da Oxford suggeriscono che potrebbe diventare una realtà prima di quanto immaginiamo. Il futuro dell’informatica si gioca anche a livello quantistico, e il teletrasporto potrebbe essere una chiave.
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