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Fotoni entangled come strumento di comunicazione superluminale

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Secondo un documento pubblicato la scorsa settimana dal fisico quantistico dell’Imperial College di Londra Terry Rudolph, una civiltà aliena avanzata potrebbe modificare la luce che esce dalle stelle per comunicare attraverso enormi distanze.

L’idea è che gli alieni possano usare fotoni entangled da varie stelle per inviare messaggi che sembrano lampeggiare casualmente agli astanti, e mentre questa è pura speculazione, è tecnicamente concepibile in termini di fisica.

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Come?

Secondo quanto scrive lo scienziato inglese “la diffrazione dei fotoni nello spazio libero  distribuisce utilmente l’entanglement“.

L’entanglement quantistico si verifica quando due o più particelle si collegano in un certo modo: non importa quanto siano distanti, le osservazioni di una delle particelle entangled rivelano automaticamente informazioni sulle altre particelle entangled e qualsiasi azione intrapresa su una di queste particelle avrà sempre un impatto sulle altre particelle nel sistema entangled, secondo la NASA.

I ricevitori delle modalità di propagazione – il modo in cui i segnali radio si spostano da un’antenna di invio a un’antenna di ricezione – possono eseguire calcoli quantistici distribuiti utilizzando solo l’ottica lineare e il conteggio dei fotoni.

Sebbene il calcolo distribuito richieda la comunicazione tradizionale tra i ricevitori, proprio come il calcolo standard basato sulla misurazione, questa comunicazione si basa su risultati completamente casuali e quindi potrebbe essere confusa con il rumore di fondo.

Ma come si collega questo con la possibilità che noi si possa effettivamente ricevere le conversazioni aliene ogni volta che guardiamo il cielo?

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Per rendere le cose un po’ più chiare, la teoria di Rudolf si basa sull’idea che una civiltà cauta potrebbe “nascondere la dispersione dell’entanglement fotonico utilizzando la luce termica già emessa“.

Ciò richiederebbe la conoscenza del numero di fotoni nelle modalità che hanno scelto di impiegare, il che richiederebbe anche l’esecuzione di una misurazione quantistica di non demolizione del numero di fotoni.

Poiché la luce termica che stanno misurando è diagonale nella base numerica, anche questo processo può essere reso in linea di principio indistinguibile per quelli di noi esclusi dalla conversazione“, ha scritto Rudolf.

 Se la teoria di Rudolf fosse accurata, una civiltà avanzata diffusa nella Via Lattea potrebbe comunicare utilizzando comunicazione superluminale attraverso le delle stelle e questo spiegherebbe perché non è mai stata scoperta alcuna prova di vita oltre la Terra.

Questo tipo di comunicazione potrebbe permettere comunicazioni a velocità superiori a quella della luce, anzi, viste le caratteristiche del particolare fenomeno chiamato entanglement, potrebbe permettere comunicazioni praticamente istantanee.

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Comunicazione superluminale, cosa ne pensa la scienza

La comunicazione superluminale è il processo ipotetico mediante il quale una o più informazioni vengono trasferite da un sistema di riferimento a un altro a velocità superiori a quella della luce. Attualmente non c’è consenso scientifico sul fatto che la comunicazione superluminale sia possibile o meno.

In realtà, la possibilità di trasmettere informazioni tramite entaglement la questione è ancora controversa.

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L’entanglement quantistico, sembra in effetti trasmettere informazioni a velocità superiori a quella della luce. Tali fenomeni tuttavia finora non hanno mai permesso una vera comunicazione negli esperimenti, ma hanno solo permesso a due osservatori di poter osservare lo stesso evento simultaneamente (il che richiede sempre la presenza di un canale classico per il controllo).

Nella meccanica quantistica standard è infatti generalmente accettato il fatto che il teorema di no-cloning quantistico prevenga la comunicazione superluminale via entanglement quantistico, il che produce come diretta conseguenza il teorema di non-comunicazione.

Alcuni fisici hanno tuttavia sottolineato che almeno alcuni degli argomenti su cui si basa il teorema di non-comunicazione sono tautologici, ponendo esso la limitazione relativa alla comunicazione superluminale nell’ipotesi di partenza.

L’esperimento di Birgit Dopfer

Sebbene la comunicazione istantanea per mezzo dell’entanglement di particelle singole resti dunque vietata, c’è chi sostiene che la comunicazione superluminale via entanglement quantistico possa essere raggiunta con altri metodi che non si basino sulla diretta clonazione di un sistema quantistico, aggirando così il problema.

Uno dei metodi suggeriti utilizzerebbe un insieme di particelle entangled per trasmettere informazioni, secondo un metodo molto simile a quello utilizzato negli esperimenti relativi alla Gomma quantistica.

Birgit Dopfer, allieva di Anton Zeilinger, eseguì un esperimento che sembrerebbe rendere possibile la comunicazione superluminale per mezzo di un inaspettato comportamento collettivo manifestato da due fasci di fotoni quantisticamente intrecciati, uno dei quali passante attraverso una doppia fenditura.

Tale metodo prevederebbe l’utilizzo della creazione di una figura di interferenza a distanza come bit 0 e dell’assenza di essa come bit 1 (o viceversa), senza far ricorso a nessun altro canale classico.

Trattandosi di un fenomeno collettivo e probabilistico, effettivamente nessuna informazione quantistica relativa alle singole particelle verrebbe clonata e, di conseguenza, il teorema di no-cloning quantistico resterebbe salvo.

Il fisico John G. Cramer, dell’Università di Washington, sta tentando di replicare l’esperimento della Dopfer per dimostrare se sia o meno possibile produrre comunicazione superluminale.

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