Lo Spazio ha un enorme problema con i dati. I numerosi satelliti che orbitano intorno alla Terra trascorrono gran parte del loro tempo a raccogliere informazioni grezze, ma l’invio di questo prezioso carico verso il suolo è costantemente ostacolato dai limiti della larghezza di banda e dalle rare finestre di comunicazione con le stazioni riceventi. Una soluzione logica a questo collo di bottiglia sarebbe elaborare i dati direttamente in orbita. Un team di fisici guidato da Philip Walther dell’Università di Vienna ha dimostrato una via audace per raggiungere questo obiettivo, facendo funzionare per la 1ª volta in assoluto un processore quantistico nello Spazio. L’impresa, lanciata in orbita terrestre bassa, ha dovuto superare ostacoli meccanici e ambientali estremi, dimostrando che il futuro dell’informatica quantistica può resistere anche tra le stelle.
Un lancio brutale e la sfida delle vibrazioni
I computer quantistici sono macchine estremamente delicate, i cui stati si distruggono facilmente a causa di calore, vibrazioni o interferenze. Il processore sviluppato da Walther utilizza fotoni, particelle di luce che viaggiano in minuscoli percorsi ottici incisi su un chip di vetro. Per funzionare, questi fotoni devono essere assolutamente identici. Il 23 giugno 2025, il dispositivo è stato lanciato a bordo di un razzo Falcon 9 a 28mila km/h. Un viaggio del genere genera vibrazioni letali per l’ottica. Per risolvere il problema, gli scienziati hanno rinforzato i componenti più sensibili con piastre in titanio e incollato saldamente le fibre ottiche con resina epossidica. I test pre-lancio hanno dimostrato una resistenza impressionante agli urti, pari a 1500 volte la gravità terrestre, permettendo alla strumentazione di arrivare intatta.
I danni delle radiazioni e l’abbagliamento del Sole
I veri problemi sono iniziati subito dopo l’arrivo nello Spazio. Dei 6 rilevatori originali lanciati con il carico, solo 3 si sono rivelati effettivamente utilizzabili. A peggiorare le cose, la luce del Sole creava un rumore di fondo fluttuante che annegava i deboli segnali quantistici. Il team ha dovuto limitare le misurazioni a una preziosa finestra di 30 minuti per ogni orbita di 92 minuti, sfruttando il momento in cui il satellite entrava nell’ombra terrestre. L’ombra non poteva però fermare i protoni ad alta energia intrappolati nelle fasce di Van Allen. Nonostante una spessa schermatura in alluminio, dopo 52 giorni i rilevatori hanno iniziato a degradarsi, registrando falsi contatti. I ricercatori sono riusciti a salvare la missione regolando pazientemente il voltaggio inviato ai sensori per recuperare parte del segnale perduto.
Il disastro del laser e il trionfo quantistico
L’imprevisto più beffardo ha riguardato il laser modificato per resistere all’ambiente spaziale. Un adesivo interno, esposto al vuoto dello Spazio, ha iniziato a rilasciare molecole creando una sottile pellicola di carbonio sulle lenti, facendo crollare la potenza da 20 a 4 milliwatt nel giro di una settimana. Quando il problema è stato scoperto, il satellite era già integrato nel razzo e non si poteva più intervenire. Nonostante questi drammatici contrattempi tecnici, l’esperimento ha funzionato a meraviglia. Portando il cristallo che produce i fotoni a 32,5°C, i ricercatori hanno osservato il cosiddetto calo di Hong-Ou-Mandel. I fotoni, diventati perfettamente indistinguibili, hanno iniziato a interferire tra loro tendendo a emergere insieme dalle giunzioni ottiche, provando il perfetto funzionamento dei principi quantistici in orbita.
Il futuro dell’elaborazione dati nel Sistema Solare
La visibilità di questo fenomeno ha superato di gran lunga la soglia della fisica classica, dimostrando senza ombra di dubbio che il dispositivo stava generando e manipolando l’interferenza non classica su cui si basa l’informatica quantistica fotonica. L’esperimento è stato persino replicato con successo in 2 giorni diversi. Anche se al momento questo processore non è ancora pronto per macinare l’enorme mole di dati dei satelliti commerciali, rappresenta un traguardo fondamentale. Come spiegato dagli autori nello studio, questo successo permetterà di costruire strumenti sempre più robusti. In un futuro non troppo lontano, questi processori orbitanti potrebbero elaborare e classificare enormi flussi di dati direttamente nello Spazio, inviando sulla Terra solo i risultati finali e creando una rete quantistica globale incredibilmente veloce ed efficiente.