Come funziona il teletrasporto quantistico

Il teletrasporto è “roba” da fantascienza ma, con la quantistica, è diventato realtà. Se, come nei film, si fosse riusciti a conoscere ogni elemento del nostro organismo vivente – tra cui l’energia che ci anima – non si sarebbe dovuto fare altro che “smontare” e “rimontare” e, con sistemi di invio di trasmissione classici, avremmo potuto operare il trasferimento. Questo è quello che succede nei film di fantascienza. Nella nostra realtà non è possibile in questo modo, e a oggi.

La via quantistica invece, che è molto ingegnosa, ci consente di accedere in un altro modo al trasferimento quantistico. Cosa significa? In parole molto povere il teletrasporto quantistico diventa possibile grazie all’entanglement quantistico. L’entanglement, spiegato davvero in maniera elementare, comporta che, in natura e contro ogni regola della fisica classica (Albert Einstein lo definiva “una misteriosa azione a distanza”) una cellula che sia in contatto con un’altra e poi si trovi a grande o infinita – non fa differenza – distanza dall’altra, entrambe presentino le stesse medesime proprietà e caratteristiche. Ciò è impossibile per la fisica classica. Bisogna cioè superare ed uscire dalla fisica classica per capire come è fatta la realtà e le “regole” fondamentali della natura.

Il fenomeno dell’entanglement è da ricondurre alla energia che contagia e coinvolge l’intera natura, tutte le cellule ed i loro moti. La correlazione delle cellule nell’entanglement, così come nei sistemi di natura, è stretta e verosimilmente – intuitivamente – determinata e “mossa” dalla energia che li pervade. L’entanglement quantistico – tuttora “misterioso” – è utilizzato ed alla base di tutti i moderni computer quantistici. Grazie ad esso esistono la crittografia quantistica per l’invio dei messaggi in maniera sicura, i generatori quantistici di numeri causali che si utilizzano nelle lotterie ad esempio, i computer quantistici che sono immensamente più veloci dei calcolatori, il teletrasporto quantistico per l’invio a grandi distanze dello stato quantistico di un sistema, e l’intera comunicazione quantistica.

L’entanglement è stato osservato sperimentalmente sinora in coppie di particelle come fotoni, elettroni, protoni, atomi e addirittura in piccole nubi di atomi. Gli atomi – appositamente eccitati in genere con la luce laser – emettono fotoni uno dietro l’altro. Le particelle “entangled” mandano tra loro segnali ad una velocità superiore a quella della luce. Esse possono essere correlate nella polarizzazione, vale a dire la direzione lungo la quale oscilla la luce e, altra grandezza che si correla quantisticamente, è l’energia. Polarizzazione ed energia sono due possibili esempi di entanglement. Ma come funziona l’entanglement, cioè proprio quell’ “inquietante azione a distanza” che non convinceva Einstein? Le particelle fanno una cosa complicata.

Detto molto ma molto semplicemente, la prima particella che chiamiamo A correla se stessa alla particella X che intende trasmettere divenendo “entangled” appunto, correlata. Questi stati “entangled” sono stati definiti “stati di Bell” in onore del fisico irlandese John Bell. A quel punto della sequenza, cioè quando le particelle A e X appaiono identiche – ma con proprietà diverse. Per noi questo è un concetto difficile da comprendere perché sono identiche ma con proprietà proprie definite –, anche la seconda particella B diventa identica alla prima A la quale a sua volta si è correlata a quella da trasmettere X, che in tal modo è trasmessa da A a B. Tutte le proprietà della particella X da trasmettere sono state trasferite da A a B. La particella B è diventata la particella teletrasportata X.

A e B sono diventate gemellate quantisticamente. Cosa vi ricorda? A me istintivamente ha fatto venire in mente come noi ci riproduciamo; non tanto il “meccanismo” quanto piuttosto il nostro “sistema” di trasmissione: papà e mamma “trasmettono” nel figlio e nei figli se stessi. Una specie di sovrapposizione quantistica di due esseri viventi – osservare fenomeni quantistici a livello degli esseri viventi ad oggi è un obiettivo sperimentale fuori portata –.

Il fenomeno dell’entanglement è ancora più complesso di come ho cercato qui semplicisticamemte di spiegare. Perché ci sono ben quattro tipi di entanglement cioè di correlazione, e la particella A comunica ed informa la particella B di quale tipo di entanglement con X ha fatto e sta facendo, in modo che la particella B si prepari a correlarsi in maniera idonea, informandola con sistemi di trasmissione classici. C’è poi anche una particella di vero e proprio controllo a che tutto vada come deve.

Il sistema è tanto ingegnoso, meraviglioso e valido quanto difficile per noi da immaginare e comprendere, perché è lontano anni luce dal nostro modo di ragionare e di pensare che è conseguenziale, cioè proprio della fisica classica vale a dire di causa-effetto. È invece diverso, risponde a “regole” e “leggi” che non conosciamo e che stiamo via via cercando di decifrare e comprendere. Al contrario la possibilità di usare il teletrasporto quantistico per trasferire informazione tra due computer quantistici è questione completamente differente, oggi possibile. Da notare che riusciamo a trasferire “l’informazione”, che è la vera essenza di tutti gli esseri viventi.

Aggiornato il 09 giugno 2022 alle ore 18:27