Riuscito il primo teletrasporto quantistico di elettroni

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Il teletrasporto è più vicino: l’esperimento riuscito con gli elettroni. I ricercatori dell’Università di Rochester e della Purdue University sono riusciti a creare l’entanglement. “I nostri risultati aprono la strada a future ricerche che coinvolgono stati di spin di tutta la materia, non solo i fotoni, e forniscono ulteriori prove delle capacità sorprendentemente utili dei singoli elettroni nei qubit”.

(Credit: University of Rochester / J. Adam Fenster) Nel mondo quantistico potrebbe essere attuabile il teletrasporto, anche se in maniera diversa da quanto si vede nelle serie televisive fantascientifiche. Secondo uno studio degli esperti dell’Università di Rochester e della Purdue University, pubblicato sulla rivista Nature Communications, nel mondo subatomico della meccanica quantistica si potrebbe pensare diversamente all’informatica quantistica, in modo da rendere possibile il teletrasporto di stati quantici.

“Studi precedenti hanno dimostrato che possono avvenire trasmissioni di informazioni (non di materia vivente, come in Star Trek) tra fotoni su chip anche se non fisicamente collegati. Il nostro lavoro esplora nuovi modi per creare interazioni tra elettroni distanti”, afferma John Nichol dell’Università di Rochester, specificando che una metodologia basata su queste nuove conoscenze potrebbe rivoluzionare la tecnologia, la medicina e la scienza fornendo processori e sensori più veloci ed efficienti.

“Secondo il concetto di entanglement, o azione spettrale a distanza, come definita da Einstein, le proprietà di ogni particella influenzano e dipendono dalle proprietà di altre particelle, anche se le interazioni avvengono a grandi distanze. Il teletrasporto quantico coinvolge due particelle distanti intrecciate, in cui lo stato di una terza particella teletrasporta istantaneamente il suo stato verso le due particelle intrecciate”, spiega Andrew Jordan, docente di Fisica presso l’Università di Rochester, aggiungendo che il processo sfrutta le proprietà dei qubit.

“I normali computer si basano sui bit, che assumono valori binari di 0 oppure 1, mentre i computer quantistici codificano le informazioni in bit quantici, o qubit, che possono assumere simultaneamente i due valori. Il nostro studio dimostra il teletrasporto quantistico usando fotoni elettromagnetici per creare coppie di qubit intrecciate da remoto”, proseguono i ricercatori. Il team ha utilizzato una tecnica recentemente sviluppata basata sui principi dell’accoppiamento di scambio di Heisenberg. “Gli elettroni possono essere paragonati a dei magneti con un polo che può puntare verso l’alto o verso il basso, a seconda del momento magnetico dell’elettrone, o spin. Due particelle con stesso momento magnetico non possono trovarsi nello stesso luogo allo stesso istante, o i loro stati quantici si sostituirebbero avanti e indietro nel tempo”, continua Nichol, sostenendo di essere riusciti a creare l’entanglement tra due elettroni nonostante la mancata interazione tra le particelle.

“I nostri risultati aprono la strada a future ricerche sul teletrasporto quantico che coinvolgono stati di spin di tutta la materia, non solo i fotoni, e forniscono ulteriori prove delle capacità sorprendentemente utili dei singoli elettroni nei qubit”, concludono gli scienziati.

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