Sono ormai anni che i ricercatori sono in grado di trasportare informazioni a livello quantistico. Adesso un gruppo di ricercatori è riuscito a teletrasportare informazioni tra due nubi di atomi di gas e portare a termine il processo di teletrasporto, non una, ma più volte e tutte con successo.
I risultati sono stati pubblicati sul giornale scientifico Nature Physics.
“E’ un passo davvero importante per la ricerca sull’informatica quantistica raggiungere dei risultati così certi per cui ogni singolo tentativo ha successo” – afferma Eugene Polzik, professore e ricercatore-capo del centro ricerca Quantop all’Istituto Niels Bohr, Università di Copenhagen.
Gli esperimenti sono stati condotti nei laboratori del gruppo di ricerca, nei sotterranei dell’Istituto. Fondamentali sono due contenitori di vetro, ognuno contenente una nube di miliardi e miliardi di atomi di gas Cesio: i due contenitori di gas non sono connessi l’uno all’altro, ma l’informazione viene trasportata da un contenitore all’altro per mezzo di luce laser. La luce viene inviata nel primo contenitore, ed è in quel momento che il fenomeno quantistico ha luogo, la luce e il gas si intrecciano in un entanglement quantistico: hanno creato cioè una connessione, sono sincronizzati.
Entrambi i contenitori di vetro sono contenuti a loro volta in una camera con campo magnetico e quando il laser (con una specifica lunghezza d’onda) colpisce gli atomi di gas, gli elettroni più esterni degli atomi reagiscono – come aghi magnetici – orientandosi tutti nella stessa direzione. La direzione può essere verso l’alto o verso il basso, ed è proprio la direzione che crea l’informazione quantistica, nello stesso modo in cui l’informazione dei computer è costituita dai numeri 0 e 1.
Il gas emette così fotoni (particelle di luce) contenenti informazione quantistica. La luce viene inviata all’altro contenitore in vetro e l’informazione viene letta dalla luce laser e registrata da un rilevatore. Il segnale viene reinviato dal rilevatore al primo contenitore e la direzione degli elettroni degli atomi si adatta in relazione al segnale. Ciò completa il teletrasporto dal secondo al primo contenitore.
Il Nuovo Metodo
Gli esperimenti vengono condotti a temperatura ambiente e poiché gli atomi di gas si muovevano a velocità di 200 metri al secondo nel contenitore di vetro, andavano a collidere contro le pareti di vetro e perdevano l’informazione con la quale erano stati codificati. Ma i ricercatori hanno trovato una soluzione.
“Usiamo un rivestimento di paraffina all’interno dei contenitori di vetro che impediscono agli atomi di gas di perdere la loro cifratura, anche se collidono con le pareti di vetro” spiega il prof. Eugene Polzik. Suona come una soluzione abbastanza semplice ma nella realtà è stato difficile sviluppare il metodo. Un’altra complicazione dell’esperimento è stata sviluppare un rilevatore che registrasse i fotoni. Ed ecco che i ricercatori hanno sviluppato un rilevatore particolarmente sensibile che rileva i fotoni. In conseguenza di tutto ciò, tutti gli esperimenti hanno avuto successo.
Vi è da notare però, che nell’esperimento, la portata del teletrasporto è di mezzo metro – poco applicabile in un mondo dove l’informazione deve muoversi in tutto il pianeta in pochi secondi.
“La portata di mezzo metro è interamente dovuta all’ampiezza del laboratorio” spiega il prof. Polzik “e potremmo aumentare la portata avendo lo spazio, e, si potrebbe trasportare l’informazione, ad esempio, fino a un satellite.”
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