Con questo traguardo avremo connessioni Internet ultra veloci
Un gruppo di ricercatori della Northwestern University ha realizzato, per la prima volta, il teletrasporto quantistico utilizzando un cavo in fibra ottica che trasporta già traffico Internet. Questo risultato, pubblicato sulla rivista Optica, dimostra che la comunicazione quantistica potrebbe essere integrata nei cavi Internet esistenti, riducendo così la complessità delle infrastrutture richieste per applicazioni come il calcolo quantistico o il rilevamento distribuito. Prem Kumar, docente alla McCormick School of Engineering della Northwestern e direttore del Center for Photonic Communication and Computing, ha spiegato che questa scoperta rappresenta un passo importante verso reti integrate di nuova generazione, dove comunicazioni quantistiche e classiche condividono la stessa infrastruttura.
Il teletrasporto quantistico, basato sull’entanglement quantistico, consente di trasmettere informazioni quasi istantaneamente, indipendentemente dalla distanza tra due particelle connesse. A differenza delle comunicazioni tradizionali, che utilizzano milioni di particelle di luce, quelle quantistiche si affidano a singoli fotoni. Si riteneva che questi fotoni potessero perdersi nei cavi pieni di traffico classico. Tuttavia, gli ingegneri hanno identificato lunghezze d’onda meno trafficate e aggiunto filtri per ridurre il rumore del traffico Internet. Hanno quindi installato un cavo in fibra ottica di 30 chilometri e testato con successo la trasmissione simultanea di informazioni quantistiche e traffico Internet, dimostrando l’efficacia del teletrasporto anche in presenza di un traffico intenso.
I ricercatori puntano ora a estendere l’esperimento su distanze maggiori e a utilizzare due coppie di fotoni entangled, aprendo la strada a nuove applicazioni distribuite. Sono inoltre in corso studi per effettuare esperimenti su cavi ottici interrati reali, superando i limiti dei test di laboratorio. Kumar ha concluso sottolineando che il teletrasporto quantistico può offrire una connettività sicura tra nodi distanti senza necessità di costruire nuove infrastrutture: le comunicazioni classiche e quantistiche possono infatti coesistere, semplificando notevolmente lo sviluppo futuro delle reti.
Il principio dietro il teletrasporto quantistico
Secondo Kumar, “nelle comunicazioni ottiche, tutti i segnali vengono convertiti in luce”. Nel caso delle comunicazioni classiche, i segnali utilizzano milioni di fotoni, ma nel contesto quantistico, l’informazione è veicolata da singoli fotoni. Prima dell’esperimento, si riteneva che questi ultimi potessero essere sopraffatti dalla quantità di fotoni utilizzati per le comunicazioni classiche, paragonandoli a una bicicletta in un’autostrada affollata di camion.
La chiave del successo è stata l’analisi della dispersione della luce nei cavi in fibra ottica. I ricercatori hanno individuato una lunghezza d’onda meno trafficata e hanno introdotto filtri per ridurre il rumore generato dal traffico Internet convenzionale. Questo ha permesso di ottenere una comunicazione quantistica priva di interferenze.
L’esperimento e le prospettive future
Per testare il teletrasporto quantistico, è stato utilizzato un cavo in fibra ottica lungo 30 chilometri. I ricercatori hanno posizionato un fotone a ciascuna estremità e trasmesso simultaneamente sia informazioni quantistiche che traffico Internet convenzionale. La qualità delle informazioni quantistiche è risultata eccellente, confermando il successo dell’esperimento.
Il passo successivo sarà replicare l’esperimento su distanze maggiori e in ambienti reali, utilizzando reti in fibra ottica operative anziché bobine da laboratorio. Se queste sperimentazioni confermeranno i risultati ottenuti, il teletrasporto quantistico potrebbe rappresentare la base per una rivoluzione nelle comunicazioni globali, aprendo la strada a un’era di Internet ultra veloce.