Internet quantistico! È in arrivo una svolta nel teletrasporto dei dati!

Gli scienziati hanno migliorato la capacità di inviare informazioni quantistiche attraverso computer distanti e hanno fatto un passo avanti verso la rete del futuro.

Da Santa Barbara, in California, a Hefei, in Cina, gli scienziati stanno sviluppando un nuovo tipo di computer che farà sembrare le macchine di oggi dei giocattoli.

Se volete continuare a leggere questo post su "Internet quantistico! È in arrivo una svolta nel teletrasporto dei dati!" cliccate sul pulsante "Mostra tutti" e potrete leggere il resto del contenuto gratuitamente. ebstomasborba.pt è un sito specializzato in Tecnologia, Notizie, Giochi e molti altri argomenti che potrebbero interessarvi. Se desiderate leggere altre informazioni simili a Internet quantistico! È in arrivo una svolta nel teletrasporto dei dati!, continuate a navigare sul web e iscrivetevi alle notifiche del blog per non perdere le ultime novità.

Seguir leyendo


Sfruttando i misteriosi poteri della meccanica quantistica, la tecnologia eseguirà in pochi minuti compiti che nemmeno i supercomputer potrebbero completare in migliaia di anni. Nell’autunno del 2019, Google ha presentato un computer quantistico sperimentale che ha dimostrato che ciò è possibile. Due anni dopo, un laboratorio in Cina ha fatto lo stesso.

Ma l’informatica quantistica non raggiungerà il suo potenziale senza l’aiuto di un’altra svolta tecnologica. Si tratta di una “internet quantistica“, una rete di computer in grado di inviare informazioni quantistiche tra macchine distanti.

Alla Delft University of Technology, nei Paesi Bassi, un team di fisici ha compiuto un passo importante verso la rete di computer del futuro, utilizzando una tecnica chiamata teletrasporto quantistico per inviare dati attraverso tre luoghi fisici. In precedenza era possibile farlo solo con due.

Il nuovo esperimento indica che gli scienziati possono estendere una rete quantistica a un numero crescente di località. “Stiamo costruendo piccole reti quantistiche in laboratorio“, spiega Ronald Hanson, il fisico di Delft che supervisiona il team. Ma l’idea è quella di costruire alla fine un’internet quantistica.

Articolo pubblicato sulla rivista scientifica Nature

La sua ricerca, presentata questa settimana in un articolo pubblicato sulla rivista scientifica Nature, dimostra la potenza di un fenomeno che Albert Einstein riteneva impossibile. Il teletrasporto quantistico – quello che lui chiama “azione spettrale a distanza” – può trasferire informazioni da un luogo all’altro senza muovere effettivamente la materia fisica che le contiene.

Questa tecnologia potrebbe cambiare profondamente il modo in cui i dati viaggiano da un luogo all’altro. Si basa su oltre un secolo di ricerche sulla meccanica quantistica, un campo della fisica che governa il regno subatomico e si comporta in modo diverso da tutto ciò che sperimentiamo nella nostra vita quotidiana. Il teletrasporto quantistico non solo sposta i dati tra computer quantistici, ma lo fa in modo tale che nessuno possa intercettarli.

Questo significa non solo che il computer quantistico può risolvere il problema, ma anche che non sa quale sia il problema“, afferma Tracy Eleanor Northup, ricercatrice dell’Istituto di Fisica Sperimentale dell’Università di Innsbruck che sta esplorando anche il teletrasporto quantistico. “Oggi non funziona così. Google sa cosa state eseguendo sui suoi server“.

Un computer quantistico sfrutta gli strani modi in cui si comportano alcuni oggetti se sono molto piccoli (come un elettrone o una particella di luce) o molto freddi (come un metallo esotico raffreddato vicino allo zero assoluto, o meno 460 gradi Fahrenheit). In queste situazioni, lo stesso oggetto può comportarsi come due oggetti diversi allo stesso tempo.

I computer tradizionali eseguono calcoli elaborando “bit” di informazioni, e ogni bit contiene un 1 o uno 0. Sfruttando lo strano comportamento della meccanica quantistica, un bit quantistico, o qubit, può memorizzare una combinazione di 1 e 0, proprio come una moneta che gira ha la stuzzicante possibilità di uscire con testa o croce quando finalmente finisce sul tavolo.

Ciò significa che due qubit possono contenere quattro valori alla volta, tre qubit ne possono contenere otto, quattro ne possono contenere 16 e così via. Con l’aumento del numero di qubit, un computer quantistico diventa esponenzialmente più potente.

2019, Google annuncia

Nel 2019, Google ha annunciato che la sua macchina ha raggiunto quella che gli scienziati chiamano “supremazia quantistica“, ovvero è in grado di eseguire un compito sperimentale impossibile con i computer tradizionali. Ma la maggior parte degli esperti ritiene che ci vorranno ancora diversi anni – almeno – prima che un computer quantistico possa effettivamente fare qualcosa di utile che non possa essere fatto da un’altra macchina.

Parte della sfida consiste nel fatto che un qubit viene spezzato, o “decoerato“, se vi si leggono informazioni: diventa un normale bit in grado di contenere solo uno 0 o un 1, ma non entrambi. Ma mettendo insieme molti qubit e sviluppando modi per proteggere dalla decoerenza, gli scienziati sperano di costruire macchine potenti e pratiche.

In ultima istanza, questi dispositivi dovrebbero essere collegati in reti in grado di inviare informazioni tra i nodi, consentendo di utilizzarli da qualsiasi luogo, in modo simile a come i servizi di cloud computing di aziende come Google e Amazon rendono oggi ampiamente accessibile la potenza di elaborazione.

Dopo l’entanglement, non è più possibile descrivere questi stati singolarmente“, ha detto il dottor Northup. “Fondamentalmente, ora si tratta di un unico sistema“.

Questi sistemi entangled possono essere elettroni, particelle di luce o altri oggetti. Nei Paesi Bassi, il dottor Hanson e il suo team hanno utilizzato il cosiddetto centro di vacazione dell’azoto, un minuscolo spazio vuoto in un diamante sintetico in cui possono essere intrappolati gli elettroni.

Il team ha costruito tre sistemi quantistici di questo tipo, chiamati Alice, Bob e Charlie, e li ha collegati in linea con fili di fibra ottica. Gli scienziati sono poi riusciti a intrecciare questi sistemi inviando singoli fotoni – particelle di luce – l’uno all’altro.

Per prima cosa, i ricercatori hanno intrecciato due elettroni, uno appartenente ad Alice e uno a Bob. In effetti, gli elettroni hanno ricevuto lo stesso spin e si sono legati, o entangled, in uno stato quantico comune, ciascuno dei quali ha memorizzato la stessa informazione: una particolare combinazione di 1 e 0.

I ricercatori sono poi riusciti a trasferire questo stato quantico a un altro qubit, un nucleo di carbonio, all’interno del diamante sintetico di Bob. Così facendo, l’elettrone di Bob si è liberato e i ricercatori sono riusciti ad agganciarlo a un altro elettrone appartenente a Charlie.

Eseguendo una specifica operazione quantistica su entrambi i qubit di Bob – l’elettrone e il nucleo di carbonio – i ricercatori sono stati in grado di incollare insieme i due entanglement: Alice più Bob incollati a Bob più Charlie.

Il risultato è stato che Alice si è agganciata a Charlie, permettendo ai dati di teletrasportarsi attraverso tutti e tre i nodi.

Quando i dati viaggiano in questo modo, senza percorrere effettivamente la distanza tra i nodi, non possono essere persi. “Le informazioni possono essere immesse da un lato della connessione e apparire dall’altro“, spiega il dottor Hanson.

Le informazioni non possono essere intercettate. Un futuro internet quantistico, alimentato dal teletrasporto quantistico, potrebbe fornire un nuovo tipo di crittografia teoricamente infrangibile.

Nel nuovo esperimento, i nodi della rete non erano molto distanti tra loro, solo circa 15 metri. Ma esperimenti precedenti hanno dimostrato che i sistemi quantistici possono intrecciarsi a distanze maggiori.

La speranza è che, dopo altri anni di ricerca, il teletrasporto quantistico sia realizzabile per molti chilometri. “Ora stiamo cercando di farlo al di fuori del laboratorio“, ha detto il dottor Hanson.

Reviews

Related Articles