Una scoperta rivoluzionaria: il trasferimento dati tramite teletrasporto quantistico è realtà!

Secondo quanto riportato da Donanımhaber, sebbene i computer quantistici abbiano il potenziale per rivoluzionare il mondo scientifico, è necessario superare ancora molte sfide tecniche prima di un utilizzo su larga scala. Tuttavia, i ricercatori dell'Università di Oxford potrebbero aver superato un importante ostacolo in questo campo. Secondo l'articolo pubblicato sulla rivista Nature, gli scienziati sono riusciti a effettuare un trasferimento di dati tra due computer quantistici tramite teletrasporto quantistico.

LE DISTANZE PERDONO DI IMPORTANZA

Nell'esperimento, i due computer quantistici sono stati posizionati a circa due metri di distanza. Tuttavia, i ricercatori sottolineano che, teoricamente, la distanza non ha importanza. Grazie all'entanglement quantistico, si ipotizza che possa essere possibile creare una rete quantistica su scala globale o addirittura interplanetaria.

Questo progresso rappresenta anche un passo significativo verso la scalabilità dei computer quantistici. Mentre i computer tradizionali utilizzano i transistor, i computer quantistici operano attraverso unità chiamate qubit.

A differenza del sistema binario (1 e 0) dei computer classici, i qubit possono rappresentare più stati contemporaneamente. Questa caratteristica è rivoluzionaria, specialmente per i calcoli complessi.

Tuttavia, i computer quantistici odierni non dispongono ancora di un numero sufficiente di qubit e di tassi di errore sufficientemente bassi per calcoli su larga scala.

Per questo motivo, i ricercatori stanno lavorando all'idea di collegare più computer quantistici tra loro per creare un sistema più grande. Con un approccio simile ai sistemi di calcolo distribuito dei computer tradizionali, potrebbe essere possibile costruire sistemi di calcolo più potenti unendo i qubit di macchine diverse.

IL NUOVO LEGAME DI COMUNICAZIONE: L'ENTANGLEMENT QUANTISTICO

I computer tradizionali utilizzano segnali elettrici o reti wireless per la comunicazione dei dati. Tuttavia, i computer quantistici non possono comunicare direttamente con i metodi di comunicazione dati classici. Al loro posto, viene utilizzato un fenomeno chiamato entanglement quantistico.

L'entanglement quantistico si riferisce a un legame misterioso che si crea tra due oggetti quantistici. Quando viene misurato lo stato di un oggetto, l'altro oggetto con cui è entangled assume istantaneamente lo stesso stato.

Se consideriamo questo aspetto nei sistemi di calcolo quantistico, vediamo che possiamo superare il problema del numero insufficiente di qubit rendendo entangled due o più sistemi.

Una rete quantistica di questo tipo potrebbe fornire i qubit extra necessari per eseguire programmi e operazioni più complessi. Inoltre, i dati entangled consentono calcoli più accurati. Il trasferimento di informazioni da un computer quantistico a una macchina tradizionale, dove possiamo leggerle e interpretarle, comporta un tasso di errore più elevato; questo tasso di errore rappresenta un ostacolo da molto tempo.

TASSO DI ACCURATEZZA DEL 70%

Per realizzare questa svolta, gli scienziati hanno creato due trappole ioniche collegate tra loro da un cavo ottico di due metri. Ogni trappola conteneva uno ione di stronzio e uno di calcio. Mentre gli ioni di calcio fungevano da unità di memoria, gli ioni di stronzio assumevano il ruolo di interfaccia della rete quantistica. I laser inviati attraverso il cavo ottico hanno avviato il processo di entanglement tramite fotoni.

I ricercatori hanno scoperto che, durante l'esperimento, l'entanglement non avveniva con successo a ogni impulso laser, ma i tentativi falliti non alteravano lo stato degli ioni. Grazie a ciò, l'esperimento ha potuto essere ripetuto più volte senza dover essere riavviato.

Inoltre, quando l'entanglement veniva raggiunto con successo, si verificava un'emissione di fotoni misurabile. Questo ha fornito agli scienziati un indizio importante che l'entanglement era avvenuto correttamente.

Nelle fasi successive dell'esperimento, gli scienziati hanno testato l'algoritmo di Grover utilizzando il teletrasporto quantistico. Le analisi hanno mostrato che la rete quantistica ha eseguito calcoli con successo con un tasso di accuratezza del 70%.

I ricercatori hanno precisato che i tassi di errore non erano dovuti al teletrasporto quantistico, ma alle operazioni hardware locali. Si ritiene che con hardware quantistici commerciali siano possibili tassi di accuratezza più elevati.

LE RETI QUANTISTICHE E IL LORO RUOLO NEL FUTURO

Questo sviluppo potrebbe gettare le basi per reti ultra-sicure e ad alta capacità, chiamate in futuro internet quantistico. Garantire un trasferimento dati privo di errori tra computer quantistici potrebbe rivoluzionare molti campi come la crittografia, l'intelligenza artificiale, l'analisi dei big data e la scoperta di nuovi farmaci.

Tuttavia, ci sono alcuni ostacoli davanti a questa tecnologia. Sebbene il concetto di distanza sia teoricamente eliminato, gli esperimenti attuali sono limitati ai cavi ottici. Rimane incerto quanto l'infrastruttura in fibra ottica possa essere efficace su lunghe distanze a causa del rumore quantistico.

COS'È IL TELETRASPORTO QUANTISTICO?

Il teletrasporto quantistico si basa su un fenomeno fisico chiamato entanglement quantistico. L'entanglement significa che due particelle possono influenzare lo stato l'una dell'altra istantaneamente, anche se si trovano lontane tra loro.

Con questo metodo, lo stato quantistico di una particella può essere trasferito a un'altra particella.

Tuttavia, non si tratta del trasferimento di una particella fisica; l'informazione viene trasportata da un punto all'altro grazie all'entanglement.