Gli scienziati hanno “osservato” con un computer quantistico come si comporta un tunnel spazio-temporale

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Non lo hanno (ancora) ricostruito ma ora gli scienziati sanno ne conoscono le dinamiche: tramite un computer quantistico un gruppo di ricerca guidato dal California Institute of Technology (Usa) ha dimostrato che un tunnel spazio-temporale si comporta il teletrasporto quantistico, che su scala subatomica è stato davvero sperimentato

Sembra una scoperta solo per tecnici del settore, ma le applicazioni potrebbero essere “infinite”: un gruppo di ricerca guidato dal California Institute of Technology (Usa) ha dimostrato che un tunnel spazio-temporale si comporta il teletrasporto quantistico, che su scala atomica è stato davvero sperimentato.

I tunnel spazio-temporali sono ponti tra due regioni remote nello spazio-tempo e gli scienziati teorizzano la loro esistenza da quasi 100 anni: già nel 1935, Albert Einstein e Nathan Rosen li descrissero come dei “buchi”, dei tunnel nello spazio-tempo secondo la teoria della relatività generale di Einstein.

E sta qui il grande passo avanti di oggi: in realtà non sono stati osservati sperimentalmente, nemmeno questa volta, ma ora sappiamo che si comportano come teletrasporti quantistici, questi “visti” già su scala subatomica.

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Ecco: le informazioni che viaggiano da un punto all’altro nello spazio possono essere descritte nel linguaggio della gravità (i tunnel spazio-temporali) o nel linguaggio della fisica quantistica (entanglement quantistico).

Abbiamo eseguito una sorta di teletrasporto quantistico equivalente a un tunnel spazio-temporale attraversabile nell’immagine gravitazionale – spiega Alexander Zlokapa, coautore del lavoro – Per fare ciò, abbiamo dovuto semplificare il sistema quantistico al più piccolo esempio che conserva le caratteristiche gravitazionali in modo da poterlo implementare sul processore quantistico Sycamore di Google

In altre parole il computer quantistico ha “simulato” un tunnel spazio-temporale, pur non creandone uno vero, per capire come si comportava, scoprendo che le sue dinamiche sono equivalenti a quelle di un teletrasporto quantistico, che è stato invece realizzato sperimentalmente.

Cosa ci facciamo?

Il significato a breve termine di questo tipo di esperimento è che la prospettiva gravitazionale fornisce un modo semplice per comprendere un fenomeno quantistico a molte particelle altrimenti misterioso

commenta John Preskill, direttore dell’Institute for Quantum Information and Matter (IQIM)

E il teletrasporto quantistico non è affatto una curiosità “da nerd”. La tecnologia, che per ora nulla ha a che vedere con il teletrasporto dei libri e dei film di fantascienza, consente a particelle anche distanti tra loro di scambiarsi informazioni (es. il verso di rotazione di un elettrone), come se fossero connesse a distanza (entanglement quantistico). Il teletrasporto è quindi di informazioni.

Il fatto che a livello subatomico si comunichi in modo diverso da come siamo abituati nel mondo “reale” non è una novità, ma che possano farlo ora anche su “tre dimensioni” è la grande svolta. E potrà avere importanti risvolti nel campo della sicurezza informatica.

Nel 2017, per esempio, un altro gruppo di ricerca aveva usato il satellite cinese Micius per eseguire l’esperimento di comunicazione più lungo del mondo, ben 7.600 chilometri. Due fotoni, ognuno dei quali in azione come un qubit (informazioni binarie) furono trasmessi a Vienna e in Cina.

In questo modo gli scienziati furono in grado di costruire in modo efficace una password non intercettabile, che hanno usato per condurre una videochiamata sicura. Qualsiasi intercettazione in questo lungo cammino interferirebbe e lascerebbe un segno rilevabile.

Ci sono comunque truffe continue di questo tipo: password rubate, pc violati con furto di informazioni e soldi, etc. Ma se è molto difficile intercettare un cammino bidimensionale senza che non ci siano segni, diventa impossibile davvero farlo su un cammino tridimensionale, più complesso e quindi praticamente inespugnabile.

In un mondo che va verso il digitale, anzi, ove la transizione digitale è vista (con tutti suoi limiti e “controindicazioni”) come una via verso un mondo più sostenibile, sì, anche questa “curiosità da nerd” rappresenta un passo avanti incredibile verso la svolta.

Il lavoro è stato pubblicato su Nature.

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Fonti: California Institute of Technology / Nature

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Roberta De Carolis ha una laurea e un dottorato in Chimica, e ha conseguito un Master in comunicazione scientifica. Giornalista pubblicista, scrive per GreenMe dal 2010.

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