Nell’anno internazionale della fisica quantistica si fa strada un’applicazione che sembra uscita da “Star Trek”: il trasferimento di energia da un luogo a un altro senza passaggio di particelle o di onde

Nelle opere di fantascienza una delle cose che più stimola la nostra attenzione è certamente il teletrasporto quantistico, reso celebre dalla serie televisiva “Star Trek”. Secondo la narrativa fantascientifica, il teletrasporto consentirebbe il trasferimento istantaneo di un oggetto o di un essere vivente da un luogo ad un altro senza che nulla viaggi nello spazio intermedio. Anche se in questi termini il teletrasporto non è possibile, esso è tuttavia una realtà e rappresenta uno dei fenomeni più affascinanti e sorprendenti. È una delle scoperte più rivoluzionarie della fisica moderna, già sperimentata in laboratorio, che apre prospettive inimmaginabili nel campo emergente delle tecnologie quantistiche quali l’elaborazione quantistica dei dati, la trasmissione sicura di informazioni, il futuro internet quantistico.

Il teletrasporto quantistico, proposto teoricamente nel 1993, nel giro di pochi anni venne realizzato in laboratorio. Nel tempo, i ricercatori hanno ampliato la distanza del teletrasporto da pochi centimetri a diversi chilometri di fibra ottica, e persino a decine di chilometri nello spazio aperto. Nel 2017, da parte del gruppo di Jian-Wei-Pan della università cinese di scienza e tecnologia di Hefei, sono stati realizzati esperimenti di teletrasporto da terra a satellite usando fotoni entangled su distanze fino a 1400 km, aprendo così la strada alla possibilità di reti globali di comunicazione quantistica. (Questo è anche un segnale su dove, probabilmente, sarà il baricentro delle future tecnologie quantistiche). Sebbene siamo ancora lontani dal teletrasporto di persone o oggetti fisici, il fatto che il teletrasporto quantistico funzioni – e stia migliorando – ha spalancato nuove frontiere per le comunicazioni sicure e il trasferimento di dati quantistici.

Ci limitiamo qui a citare due possibili applicazioni già in fase di concreta realizzazione. 1) La “crittografia quantistica”. Il teletrasporto quantistico permette di definire protocolli per la trasmissione sicura di informazione. Esso è in grado di creare e distribuire chiavi infrangibili per la decriptazione dei messaggi. Mentre, da un lato, i calcolatori quantistici saranno in grado di rompere gli attuali codici crittografici, rendendo così vulnerabili i metodi di crittografia oggi comunemente usati (messaggi internet, carte di credito ecc.), d’altro lato, eventuali tentativi di intercettazione di messaggi quantistici diventeranno immediatamente rilevabili. 2) Il “calcolo quantistico”. Il teletrasporto gioca un ruolo chiave nel trasferimento dell’informazione quantistica all’interno di un processore quantistico che sarà in grado di eseguire calcoli a velocità inarrivabili per i computer classici. Ma c’è un’altra possibilità straordinaria, forse non nota anche agli appassionati di fantascienza: il teletrasporto quantistico “di energia”, cioè il trasferimento di energia da un luogo ad un altro senza passaggio di particelle o di onde. Questo fenomeno, la cui prima realizzazione sperimentale è avvenuta in un laboratorio canadese nel 2023, può essere utilizzato per una efficiente distribuzione di energia nelle reti di comunicazione quantistiche o per le future “batterie quantistiche”. Come si può intuire tutto questo getta le basi per una futura rivoluzione tecnologica che è alle porte.