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teletraspòrto

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Descrizione

sm. [sec. XX; da tele-+trasporto]. In fisica, è la riproduzione istantanea dello stato quantico di un insieme di particelle, fotoni o atomi, in un gruppo identico posto a distanza comunque grande. Tale riproduzione equivale a trasportare istantaneamente a distanza il sistema in oggetto. Se si effettua il teletrasporto di fotoni, questo equivale a trasmettere un messaggio codificato in essi senza dover trasmettere i fotoni stessi. Il primo teletrasporto quantistico è stato effettuato per la prima volta nel 1998 distruggendo lo stato quantico di un fotone e ricostruendolo ad alcuni metri di distanza. Nel 2001 sono stati connessi per la prima volta quantisticamente gli atomi di due grosse bolle di gas e nel 2004 un gruppo statunitense ha teletrasportato atomi di berillio. Nello stesso anno un altro gruppo di fisici europei ha teletrasportato ioni di calcio. Poco dopo è stato realizzato l'entanglement (correlazione quantistica, vedi oltre) di 5 fotoni, il numero minimo necessario per sfruttare il teletrasporto quantistico nella trasmissione di messaggi criptati.

Particelle fortemente correlate

Il teletrasporto quantistico così come viene realizzato in laboratorio è assai differente, in pratica, dal teletrasporto immaginato nella letteratura e nei film di fantascienza, con il quale oggetti materiali ed esseri viventi sono trasportati e ricostruiti istantaneamente a distanza arbitraria. Il principio fisico e la fattibilità del teletrasporto di sistemi microscopici quantistici sono stati predetti originariamente nel 1993 da un gruppo di ricercatori, guidati da C.H. Bennet (IBM), basandosi su un esperimento ideato negli anni Trenta da A. Einstein, B. Podolski e N. Rosen (esperimento EPR, dalle iniziali degli autori), in un famoso articolo di critica alle conseguenze concettuali ed epistemologiche introdotte dalla meccanica quantistica. In quell'esperimento veniva descritto un teorema di meccanica quantistica, per il quale due particelle, che interagiscono tra di loro, possono diventare strettamente correlate, trovandosi in uno stato chiamato entangled (dall'inglese to entangle, intrecciare). In questo stato strettamente correlato, detto comunemente entanglement, le due particelle fanno parte di un unico sistema quantistico, in maniera tale che qualunque operazione di misura venga effettuata su una di esse determina lo stato dell'altra. Bennet e i suoi collaboratori dimostrarono che una coppia di particelle fortemente correlate può essere utilizzata come mezzo per teletrasportare a distanza le informazioni necessarie per ricostruire lo stato di un'altra particella, peraltro senza doverne misurare alcuna caratteristica. Per completare il teletrasporto è anche necessaria la comunicazione classica (cioè non quantistica) dell'informazione relativa a una misura effettuata sulla particella da teletrasportare e una delle due particelle fortemente correlate. La necessità di un trasferimento ordinario di informazione per poter ricostruire esattamente lo stato della particella teletrasportata garantisce che non sia violato il principio della relatività ristretta, secondo il quale nessuna informazione può essere trasferita a una velocità superiore a quella della luce nel vuoto. Anche se è prematuro pensare di utilizzare il metodo di teletrasporto quantistico per oggetti macroscopici, tale tecnica si può rivelare di grande importanza per sistemi di calcolo quantistici, in cui le unità elementari di calcolo e trasferimento dell'informazione sono sistemi quantistici caratterizzati da due stati (qubit), e nella crittografia quantistica, di grande importanza per il trasferimento “sicuro” di informazione, per esempio, su reti informatiche.