I fisici cinesi distruggono il record della distanza per il teletrasporto

Il teletrasporto è la straordinaria capacità di trasferire oggetti da un luogo all'altro senza viaggiare nello spazio intermedio.

L'idea non è che l'oggetto fisico sia teletrasportato ma l'informazione che lo descrive. Questo può quindi essere applicato a un oggetto simile in una nuova posizione che assume effettivamente la nuova identità.

E non è affatto fantascienza. I fisici teletrasportano fotoni dal 1997 e la tecnica è ora standard nei laboratori di ottica di tutto il mondo.

Il fenomeno che lo rende possibile è noto come entanglement quantistico, il legame profondo e misterioso che si verifica quando due oggetti quantistici condividono la stessa esistenza e tuttavia sono separati nello spazio.

Il teletrasporto si rivela estremamente utile. Poiché le informazioni teletrasportate non viaggiano attraverso lo spazio intermedio, non è possibile accedervi segretamente da un intercettatore.

Per questo motivo, il teletrasporto è la tecnologia abilitante alla base della crittografia quantistica, un modo per inviare informazioni con una segretezza quasi perfetta.

Sfortunatamente, i fotoni entangled sono oggetti fragili. Non possono viaggiare più di un chilometro lungo le fibre ottiche perché i fotoni finiscono per interagire con il vetro rompendo l'entanglement. Ciò limita fortemente l'utilità della crittografia quantistica.

Tuttavia, i fisici hanno avuto più successo nel teletrasporto di fotoni attraverso l'atmosfera. Nel 2010, un team cinese ha annunciato di aver teletrasportato singoli fotoni su una distanza di 16 chilometri. Pratico ma non esattamente sconvolgente.

Ora la stessa squadra dice di aver battuto questo record. Juan Yin dell'Università di Scienza e Tecnologia della Cina a Shanghai, e un gruppo di compagni affermano di aver teletrasportato fotoni entangled su una distanza di 97 chilometri attraverso un lago in Cina.

È un'impresa impressionante per diversi motivi. Il trucco che questi ragazzi hanno perfezionato è trovare un modo per utilizzare un laser da 1,3 Watt e alcune ottiche fantasiose per irradiare la luce e riceverla.

Inevitabilmente i fotoni si perdono e l'entanglement viene distrutto in tale processo. Le imperfezioni nell'ottica e la turbolenza dell'aria sono responsabili di alcune di queste perdite, ma il problema più grande è l'allargamento del fascio (hanno fatto l'esperimento a un'altitudine di circa 4000 metri). Poiché il raggio si allarga durante il suo viaggio, molti dei fotoni semplicemente mancano del tutto il bersaglio.

Quindi il progresso più importante che questi ragazzi hanno fatto è sviluppare un meccanismo di guida utilizzando un laser guida che mantiene il raggio preciso sul bersaglio. Di conseguenza, sono stati in grado di teletrasportare più di 1100 fotoni in 4 ore su una distanza di 97 chilometri.

È interessante perché è la stessa attenuazione del canale che dovresti affrontare quando trasmetti fotoni a un satellite con, diciamo, un'ottica di 20 centimetri in orbita a circa 500 chilometri. Il successo del teletrasporto quantistico su tali perdite di canale in combinazione con la nostra tecnica [di mira] ad alta frequenza e alta precisione mostra la fattibilità del teletrasporto quantistico a lunghissima distanza basato su satellite, affermano Juan e co.

Quindi questi ragazzi hanno chiaramente messo gli occhi sulla possibilità della crittografia quantistica satellitare che fornirebbe comunicazioni ultra sicure in tutto il mondo. Questo è in netto contrasto con i pochi chilometri che sono possibili con i dispositivi di crittografia quantistica commerciale.

Naturalmente, è probabile che la velocità dei dati sia lenta e la tecnologia emergente rapidamente dei ripetitori quantistici estenderà la portata della crittografia quantistica terrestre in modo che possa raggiungere tutto il mondo, almeno in linea di principio.

Ma un perfetto sistema di sicurezza satellitare potrebbe essere un utile kit da tenere sul tetto di un'ambasciata o distribuito tra le forze armate.

Qualcosa su cui riflettere per gli esperti di sicurezza occidentali.

Rif: arxiv.org/abs/1205.2024 : Teletrasporto di Qubit indipendenti attraverso un canale di spazio libero di 97 km

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