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lunedì 19 agosto 2013

Realizzato il primo teletrasporto quantico di informazioni all'interno di un circuito elettronico.


Il teletrasporto, inteso come la capacità di spostare istantaneamente una persona o un qualsiasi altro oggetto di grandi dimensioni da un luogo all'altro, almeno per il momento è destinato a rimanere confinato in film e telefilm di fantascienza come quelli delle famose serie di Star Trek e Stargate. Ma tuttavia a livello microscopico è tutta un'altra storia; infatti con l'aiuto della meccanica quantistica, il teletrasporto è ormai già da tempo all'ordine del giorno. E di recente a questo si è aggiunto un nuovo risultato importante. In pratica alcuni ricercatori dello Swiss Federal Institute of Technology di Zurigo, (noto anche come ETH Zurich oppure semplicemente con la sigla ETHZ), sono riusciti ad ottenere per la prima volta nella storia un teletrasporto di 10.000 bit di informazioni al secondo all'interno di un normale circuito elettronico. Certo, come già spiegato, non si tratta del cosiddetto "teletrasporto di massa", ma è comunque un passo importante verso la realizzazione di un computer quantistico. In sostanza durante lo studio in questione, che è stato pubblicato sulla rivista Nature, il team di ricercatori guidati dal professor Andreas Wallraff, del Quantum Device Lab dell'ETHZ, è riuscito a costruire un particolare chip con tecnologia simile a quella dei normali processori, ma in cui valgono le leggi della meccanica quantistica invece che della fisica classica. In particolare i ricercatori hanno posizionato tre circuiti elettronici micrometrici su un normale chip di computer di 7x7 millimetri: due di questi circuiti, posizionati in un'estremita del chip, lavoravano come dispositivi di invio, mentre l'altro, posizionato nell'estremita opposta, agiva come ricevitore. Una volta fatto ciò, gli scienziati hanno raffreddato il chip in questione fino a farlo arrivare ad una temperatura vicina allo zero assoluto e successivamente hanno fatto passare una corrente attraverso i suddetti circuiti. Il risultato è stato che in quelle condizioni gli elettroni nel circuito, (noti come quantum bit: più comunemente abbreviati in qubit), hanno, appunto, iniziato a comportarsi secondo le regole della meccanica quantistica. Il che significa che i qubit sono diventati "entangled", (ovvero "intrecciati"), condividendo identici stati quantistici anche se erano fisicamente separati. Dunque i ricercatori dell'ETHZ hanno codificato alcune informazioni nei qubit dei due circuiti di invio ed hanno poi misurato lo stato dei qubit nel circuito ricevitore, scoprendo che qualunque fosse lo stato del "qubit mittente", veniva immediatamente riflesso nel circuito di ricezione: segno che le informazioni erano state "teletrasportate" senza utilizzare alcun mezzo fisico per viaggiare. Ad ogni modo una distanza di 7 o 6 millimetri può apparire piccola, dato che di recente sono stati realizzati esperimenti di teletrasporto anche a distanza di centinaia di chilometri. Tuttavia finora il tutto era avvenuto all'interno di raggi di luce visibile, e questa è la prima volta in cui il teletrasporto viene realizzato all'interno di un normale circuito elettronico realizzato con semiconduttori. Inoltre questo sistema è estremamente più veloce ed affidabile di quelli realizzati in precedenza, considerando che, come già anticipato, permettendo di teletrasportare informazioni alla velocità di 10.000 qubit/s, (dove i qubit sono l'equivalente dei bit di informazione in campo quantistico). Perciò si tratta di un grosso passo avanti, appunto, verso la creazione di computer quantistici utilizzabili a livello pratico. Comunque sia il prossimo passo dei ricercatori sarà tentare il teletrasporto di informazioni ad una maggiore distanza e, anziché sullo stesso chip, fra due o più chip differenti.


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