Cultura e Spettacoli
Giovedì 23 Giugno 2011
Teletrasporto più vicino
Merito dei fotoni gemelli
La proprietà simmetrica delle particelle ha una grande quantità di ricadute, come hanno mostrato i fisici teorici mondiali riuniti a Como per discutere di applicazioni quantistiche.
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Ha preso il via martedì all'Hotel Palace di Como, per concludersi venerdì, il «First International Workshop on High Dimensional Entanglement» (Primo convegno internazionale sulla correlazione quantistica ad alta dimensionalità), organizzato dal Centro Volta con la partecipazione di una sessantina di esperti in fisica quantistica europei, australiani, russi ed americani. Il convegno rappresenta anche l'occasione di fare il punto sul progetto "Hideas" (High Dimensional Entangled Systems), finanziato dal programma Fet-Open della Comunità europea per 2 milioni di euro ed ormai in dirittura d'arrivo. Oltre ad un team australiano, "Hideas" coinvolge ottto gruppi di ricerca europei ed annovera quali coordinatori scientifici Alesandra Gatti dell'Ifn-Cnr di Como e Luigi Lugiato, esperto di ottica quantistica, docente all'Insubria e vincitore con Giulio Casati del premio Enrico Fermi 2008.
L' entanglement (o correlazione quantistica) è un fenomeno per cui fotoni "gemelli", creati simultaneamente attraverso particolari procedimenti (come la conversione parametrica ottica, in cui un fascio laser viene inviato in un cristallo non lineare dove si generano le coppie di fotoni), presentano caratteristiche costantemente correlate tra loro, indipendentemente dalla loro distanza. Ad esempio, se si misura l'energia o la quantità di moto di un fotone (l'unità elementare che si propaga alla velocità della luce, ndr), si potrà inferire il valore della grandezza corrispondente nel gemello, anche se le due particelle si fossero allontanate anni luce l'una dall'altra. Visto in passato come fonte di paradossi tipici della fisica quantistica in contrapposizione a quella classica, l'entanglement è oggi al centro di numerosi settori di ricerca innovativi, quali la crittografia quantistica, a prova di qualunque spia dotata di computer classico e già ampiamente utilizzata; il cosiddetto "teletrasporto", ancora in fase sperimentale, dove si cerca di riprodurre lo stato quantistico di un sistema in uno gemello a grandi distanze; la «Quantum information processing and communication» (Qipc, elaborazione delle informazioni e comunicazioni basate su effetti quantici), preludio ad un futuribile computer quantistico in grado di eseguire i calcoli a velocità molto maggiori degli elaboratori elettronici e di gestire efficientemente enormi quantità di informazioni.
Hideas intende estendere lo studio dell'entanglement a contesti ad elevata dimensionalità, per future applicazioni nell'ambito Qipc cosiddetto "a banda larga", che vuole incrementare la capacità di sistemi e protocolli in termini di informazione gestita. Per fare ciò è necessario aumentare i gradi di libertà operando su una molteplicità di parametri. Il team comasco, come ci spiega Alessandra Gatti, si è concentrato sulla generazione di fotoni in uno stato entangled relativamente a molte proprietà, dimostrando che, contrariamente a quanto praticato sinora, non si possono trattare separatamente le caratteristiche spaziali e temporali. E' invece possibile, manipolando opportunamente le variabili spaziali (più facili da controllare), modificare le proprietà temporali, in modo da ottenere una sorgente di fotoni entangled a banda larga.
Molto interessante anche la ricerca presentata da Alberto Peruzzo, ricercatore italiano in forza al Centro di Fotonica quantistica dell'Università di Bristol, dove si occupa di chip quantistici: la fattorizzazione in numeri primi, impiegata dalla crittografia tradizionale per la sua complessità, è teoricamente eseguibile in modo estremamente rapido da circuiti quantistici, dei quali Peruzzo ha implementato alcuni primi esemplari. Una volta realizzati a maggiore complessità, tali circuiti renderebbero obsoleta la crittografia tradizionale a favore di quella quantistica.
(* Dottore di ricerca in Ingegneria)
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Teletrasporto quantistico
