Teletrasporto, come rivoluzionerà i nostri modi di comunicare

Quando si pronuncia la parola ‘teletrasporto’, molti di noi potrebbero pensare all’equipaggio dell’Enterprise che viene ricondotto nella nave dopo qualche avventurosa avventura in un mondo ai confini dell’Universo conosciuto. O magari qualcuno qualcuno potrebbe ricordare il Presidente Skroob di Balle Spaziali che viene teletrasportato da una stanza all’altra con risultati poco piacevoli.

Il film Bad Vegan, attualmente in fase di post produzione e che vede il contributo del sottoscritto, fa uso del concetto di teletrasporto per immaginare una truffa ideata da uno scienziato di Harvard nei confronti di ricchi uomini d’affari americani. Il film non è ancora uscito, quindi non posso dire come finirà, ma consiglio di andarlo a vedere appena uscirà quest’anno.

Cosa c’è di vero nel concetto di teletrasporto usato nel cinema? Come si è sviluppata l’idea di poter dematerializzare un corpo in un luogo e rimaterializzarlo in un altro? Cominciamo col dire che il concetto di teletrasporto esiste ed è intrinseco nella meccanica quantistica, la teoria che descrive il comportamento della materia a livello microscopico (molecole, atomi e particelle subatomiche), ma non riguarda la materia quanto l’informazione inerente la materia stessa. Procediamo per piccoli passi. La meccanica quantistica introduce il concetto di entanglement: due particelle sono entangled quando condividono qualche proprietà in modo indissolubile. Per esempio, se una particella ruota in senso orario, la sua compagna entangled deve ruotare in senso antiorario. Non solo..cambiando il senso di rotazione di una delle due particelle, l’altra cambia il suo senso di rotazione istantaneamente, adeguandosi al cambiamento della sua compagna. Il punto cruciale nel teletrasporto è proprio qui, ovvero il fatto che la seconda particella si adegua al cambiamento della sua compagna istantaneamente.

Questo concetto fu espresso in forma di paradosso nel 1935 da Albert Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen ed è noto come paradosso Epr. I tre scienziati non accettavano la strana idea che l’informazione racchiusa in una particella potesse propagarsi istantaneamente nello spazio. Infatti, la correlazione di entanglement che lega due particelle non risente della distanza: lo scambio di informazione avviene istantaneamente, non importa che le due particelle siano nello stesso laboratorio o ai due capi dell’ Universo. Secondo i tre scienziati, quindi, la meccanica quantistica doveva essere o sbagliata o incompleta, perché nulla può propagare più velocemente della velocità della luce (secondo la teoria della relatività di Einstein).

Recentemente molti esperimenti hanno dimostrato che l’entanglement ed il teletrasporto sono reali e fattibili. Nel 2012 per la prima volta è stata teletrasportata informazione per 143 km (1), uscendo quindi dai confini di un laboratorio, mentre nel 2015 sono stati teletrasportati diversi gradi di libertà appartenenti ad un fotone (2).

Il futuro del teletrasporto non è (almeno per ora) quello che ci viene mostrato al cinema o in televisione, ma rivoluzionerà i nostri modi di comunicare. Sarà la base del nuovo internet quantistico, in cui le comunicazioni saranno sicure e con accelerazioni computazionali esponenziali, di nuove comunicazioni a lunga distanza e satellitari, e sarà un ingrediente fondamentale nello sviluppo dei processori quantistici.

La scienza del teletrasporto sta evolvendo in modo estremamente veloce, più di quanto riesca a trasmettere al grande pubblico, ma presto cominceremo a risentire delle ricadute tecnologiche di queste affascinanti scoperte.

1] Xiao-Song Ma et. al. ‘Quantum teleportation over 143 kilometres using active feed-forward’, Nature 489, 269 (2012)
2] Xi-Lin Wang et. al. ‘Quantum teleportation of multiple degrees of freedom of a single photon’, Nature 518, 516 (2015)