Teletrasporto quantistico: una corsia rapida per la comunicazione dei dati

Il teletrasporto è un concetto solitamente riservato alla fantascienza ma i ricercatori hanno dimostrato che può essere utilizzato per evitare la perdita di canali di comunicazione a livello quantistico

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Il teletrasporto è un concetto solitamente riservato alla fantascienza ma i ricercatori hanno dimostrato che può essere utilizzato per evitare la perdita di canali di comunicazione a livello quantistico.

Un team di ricercatori del Center for Quantum Dynamics della Griffith University, ha evidenziato i problemi relativi alla perdita intrinseca che si verifica attraverso ogni forma di canale di comunicazione (ad esempio Internet o telefono) e ha scoperto un meccanismo in grado di ridurre tale perdita.

Il professor Geoff Pryde, il dottor Sergei Slussarenko, il dottor Sacha Kocsis e il dottor Morgan Weston, insieme ai ricercatori dell’Università del Queensland e del National Institute of Standards and Technology, affermano che la scoperta è un passo importante verso l’implementazione dell'”Internet quantistico“, che porterà capacità senza precedenti non accessibili con il web di oggi.

Il Dr. Slussarenko ha affermato che lo studio è stato il primo a dimostrare un metodo di riduzione degli errori che ha migliorato le prestazioni di un canale. “In primo luogo, abbiamo esaminato i dati grezzi trasmessi tramite il nostro canale e abbiamo constatato una trasmissione più efficiente con il nostro metodo piuttosto che senza“, ha affermato.

Nel nostro esperimento, abbiamo inviato un fotone sapendo che sarebbe andato perduto: questo fotone non trasportava alcuna informazione utile, quindi perderlo non è stato un grosso problema”.

Abbiamo, quindi, deciso di correggere gli effetti della perdita tramite un dispositivo chiamato amplificatore lineare senza rumore sviluppato presso il Griffith e l’Università del Queensland”.

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Questo metodo permette di recuperare lo stato quantico perduto, ma non ha sempre avere successo; a volte fallisce”.

Tuttavia, una volta che il ripristino ha esito positivo, utilizziamo un altro protocollo puramente quantistico – chiamato teletrasporto dello stato quantistico – per teletrasportare le informazioni che volevamo trasmettere nel vettore ora corretto, evitando tutte le perdite sul canale“.

Le tecnologie quantistiche promettono cambiamenti rivoluzionari nella nostra società basata sull’informazione e una comunicazione quantistica sviluppa metodi come quello dimostrato in questo studio per trasmettere i dati in modo estremamente sicuro e protetto, evitando l’accesso da parte di terzi.

La crittografia quantistica a breve distanza è già utilizzata in commercio, tuttavia se vogliamo implementare una rete quantistica globale, la perdita di fotoni diventa un problema perché è inevitabile“, ha affermato il dott. Slussarenko.

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Il nostro lavoro implementa un cosiddetto relay quantistico, un ingrediente chiave di questa rete di comunicazione a lunga distanza”.

Il teorema di non clonazione proibisce di fare copie di dati quantistici sconosciuti, quindi se un fotone che trasporta informazioni viene perso, le informazioni che trasportava spariscono per sempre”.

Un canale di comunicazione quantistica funzionante a lunga distanza ha bisogno di un meccanismo per ridurre questa perdita di informazioni, che è esattamente quello che abbiamo fatto nel nostro esperimento“.

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Il dottor Slussarenko ha affermato che il prossimo passo in questo studio sarà ridurre gli errori a un livello in cui il team potrebbe implementare la crittografia quantistica a lunga distanza e testare il metodo utilizzando l’infrastruttura ottica della vita reale, come quelle utilizzate per Internet basato su fibra .

I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Communications .

Riferimento: “Correzione del canale quantico supera la trasmissione diretta” di Sergei Slussarenko, Morgan M. Weston, Lynden K. Shalm, Varun B. Verma, Sae-Woo Nam, Sacha Kocsis, Timothy C. Ralph e Geoff J. Pryde, 5 aprile 2022 , Comunicazioni sulla natura .
DOI: 10.1038/s41467-022-29376-4

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