QUANTISTICA A LUNGHISSIMA DISTANZA

Teletrasporto: l’energia è senza limiti

Un nuovo ‘protocollo quantistico’ suggerisce che l’energia potrebbe essere teletrasportata al di là di qualsiasi ostacolo spaziale, al contrario di quanto noto da modelli attuali. Una teoria del genere aprirebbe le porte allo sviluppo di nuovi dispositivi quantistici. Lo studio su su Physical Review A

Diagramma schematico (a) di un protocollo basato su uno stato di vuoto QET (Quantum Energy Teleportation) e (b) di un protocollo basato su uno ‘stato-spremuto’ (squeezed) QET a lunga distanza. Crediti: arxiv.org/abs/1305.3955

Diagramma schematico (a) di un protocollo basato su uno stato di vuoto QET (Quantum Energy Teleportation) e (b) di un protocollo basato su uno ‘stato-spremuto’ (squeezed) QET a lunga distanza. Crediti: arxiv.org/abs/1305.3955

Teletrasportare l’energia senza limiti spaziali, virtualmente a distanza illimitata. Come? Attraverso una particolare teoria, basata sulla quantistica, che si serve di ‘luce spremuta’ (squeezed dall’inglese). La missione non è impossibile: questo teletrasporto è stata oggi teorizzato in un nuovo protocollo; lo studio è stato condotto da tre scienziati della Tohoku University nella città di Sendai in Giappone: si tratta di Masahiro Hotta, Jiro Matsumoto e Go Yusa. Intitolato Quantum energy teleportation withouth limit of distance, questo studio è pubblicato su Physical Review A ed è disponibile online su ArXiv.

Fino ad oggi, la fisica quantistica teorizza il teletrasporto di energia a distanza piuttosto limitata, cioè attraverso “operazioni locali”, come si legge nello studio. Questo avviene perché il valore massimo dell’energia è inversamente proporzionale alla distanza: in pratica, tanto più è alto questo valore e tanto più ristretta deve essere la distanza. Prendendo ad esempio due esperimenti, chiamati idealmente “Alice” e “Bob” e identificati da due particelle, tanto più ‘Alice’ è lontana da ‘Bob’ e tanto minore sarà questo estremo superiore dell’energia. Ma oggi, i tre ricercatori giapponesi, di cui Hotta è uno dei ‘padri’ del teletrasporto quantistico QET, hanno sviluppato un nuovo protocollo teorico per superare questo ostacolo, spingendosi virtualmente a distanze senza limiti. Il processo è piuttosto complesso, nell’ambito della fisica quantistica: semplificandolo molto, è un po’ come se i ricercatori avessero introdotto un collegamento che ‘abbatte le barriere’ tra i due esperimenti ‘Alice’ e ‘Bob’ (nella parte (b) dell’immagine), mediante ‘luce spremuta’, o meglio stati di vuoto ‘spremuti’. Tali stati fisici permettono di teletrasportare l’energia oltre le distanze usuali: come si può vedere nell’immagine, lo ‘stato-spremuto’, indicato dalla freccia, consente di avere distanze virtualmente senza limiti.

Ma che cos’è il ‘Teletrasporto quantistico’ (Quantum Energy Teleportation – QET)? In generale, tutti noi abbiamo sentito parlare di teletrasporto, ad esempio nei film o nelle serie fantascientifiche come Stargate e Star Trek, in cui una persona poteva letteralmente spostarsi da un luogo ad un altro in maniera istantanea: ma nulla di tutto ciò è reale e quando gli scienziati parlano di teletrasporto si riferiscono invece a particolari esperimenti quantistici, in cui particelle ‘entangled’ risultano collegate tra loro a qualsiasi distanza esse si trovino e un cambiamento su una coinvolge anche la sua partner in maniera particolare; tutto ciò avviene senza che però vi sia alcuna connessione e permette così di inviare informazioni criptate. L’ipotesi della QET, avanzata per la prima volta proprio da Hotta qualche anno fa, propone di teletrasportare l’energia sfruttando il fenomeno – apparentemente misterioso – dell’entanglement. Ed oggi la teoria si spinge a distanze senza limiti. La QET ha vari collegamenti nei campi della ricerca fondamentale, inclusa la fisica dei buchi neri e la fisica della materia che sfrutta l’entanglement quantistico.

In particolare, come si legge nello studio odierno, ci si aspetta che una teoria QET a lunga distanza possa aprire nuove porte per lo sviluppo di dispositivi quantistici. Ed essa è importante anche per la nanofisica (cioè la fisica alle dimensioni dei milionesimi di millimetro).