Siamo in Cina. Proprio qui è avvenuta la prima telefonata quantistica al mondo, fra un satellite in orbita e stazioni terrestri, grazie a fotoni collegati attraverso il fenomeno dell’entanglement. Dallo spazio è dunque arrivato, sulla terra, il primo trillo che potrà rivoluzionare le telecomunicazioni. Il satellite Micius ha invitato con un laser coppie di fotoni a due coppie di stazioni a Terra: Delingha (nella regione del Qinghai, al centro della Cina) e Lijiang (nella regione dello Yunnan, a sud) e Delingha e Nanshan (nella regione dell’Urumqi, a nord-ovest); le prime distanti 1203 chilometri, le seconde due 1120. Le coppie di fotoni (quasi sei milioni al secondo) hanno viaggiato nello spazio per distanze variabili fra i 500 chilometri (l’altitudine dell’orbita di Micius) e 2mila chilometri, riuscendo a non perdere il loro stato di entanglement.
Le due stazioni che hanno ricevuto i fotoni si sono così ritrovate in mano la chiave per poter procedere (e sarà la prossima tappa dell’esperimento) a scambi di informazioni sicure. L’articolo , pubblicato su Science, è basato sul lavoro di un gruppo di ricercatori cinesi guidati da Juan Yin, dell’Università di Scienza e Tecnologia a Hefei. L’entanglement è un sorprendente fenomeno, tipicamente quantistico, che ha alla base il comportamento ondulatorio della materia previsto dalla meccanica quantistica. Si tratta di uno dei più famosi e tuttora inspiegati fenomeni di tutta la fisica, tanto che Erwin Shrodinger, uno dei padri fondatori della meccanica quantistica, lo definiva “tratto caratterizzante della teoria quantistica” mentre Albert Einstein non riuscì mai ad accettarlo fino in fondo tanto da ritenerlo la prova stessa che la meccanica quantistica fosse una teoria sostanzialmente inesatta (o quantomeno incompleta). Traducibile con il termine d i “intreccio-non-separabile” , l’entanglement, dopo un lungo iter di ricerca, durato quasi 70 anni, potrebbe avere ben presto la sua prima appplicazione pratica. Per comprenderlo al meglio, occorre partire dalla meccanica quantistica: due fotoni, e in generale due particelle, opportunamente preparati, possono stabilire una correlazione tra i loro stati che si mantiene anche quando sono separati da una distanza arbitrariamente grande.
A sorprendere maggiormente è che una misurazione su uno dei due fotoni farebbe “collassare” il suo stato quantistico su un determinato valore, influenzando un’analoga misurazione sul fotone lontano, come se ci fosse una comunicazione a distanza immediata. Il problema è ora tecnologico, volto a rendere le “comunicazioni” via entanglement sempre più affidabili nelle più disparate condizioni. Finora, sono stati ottenuti incoraggianti risultati, separando fotoni tra loro entangled in fibre ottiche o in aria fino a distanze non superiori a 100 chilometri. L’ approccio alternativo prevede di trasmettere fotoni nello spazio, che viaggerebbero su un cammino nel vuoto, con minimi effetti di assorbimento e di disturbo dell’ambiente esterno. Il risultato così ottenuto da satellite apre interessanti prospettive per lo sfruttamento pratico delle comunicazioni quantistiche e per gli esperimenti di ottica quantistica di base su distanze che sarebbero inaccessibili con apparecchiature a terra.
