Un traguardo significativo è stato raggiunto dai ricercatori della Northwestern University, dimostrando con successo la teletrasportazione quantistica attraverso un cavo in fibra ottica che trasporta anche il traffico Internet convenzionale. Questa innovazione apre la strada all’integrazione potenziale delle comunicazioni quantistiche e classiche, offrendo la possibilità di sviluppare un’infrastruttura condivisa. L’esperimento ha dimostrato che le informazioni quantistiche possono essere trasmesse insieme ai dati convenzionali senza interferenze, promettendo tecnologie di comunicazione più efficienti e sicure.
Gli ingegneri della Northwestern University hanno compiuto un passo rivoluzionario dimostrando con successo la teletrasportazione quantistica tramite un cavo in fibra ottica già utilizzato per il traffico Internet. Questa scoperta suggerisce la possibilità di integrare la comunicazione quantistica nell’attuale infrastruttura Internet, eliminando la necessità di reti dedicate e semplificando le tecnologie necessarie per le applicazioni quantistiche. I risultati di questo studio saranno pubblicati sulla rivista Optica oggi, 20 dicembre. Prem Kumar, che ha guidato la ricerca, ha commentato entusiasta che questa scoperta apre la strada a reti quantistiche e classiche di prossima generazione che condividono un’unica infrastruttura in fibra ottica, portando le comunicazioni quantistiche a un livello superiore.
La teletrasportazione quantistica, limitata solo dalla velocità della luce, potrebbe rivoluzionare le comunicazioni rendendole quasi istantanee. Questo processo sfrutta l’entanglement quantistico, una tecnica che collega due particelle indipendentemente dalla distanza tra loro. Invece di far viaggiare fisicamente le particelle per trasmettere informazioni, le particelle entangled scambiano dati su lunghe distanze senza spostarsi fisicamente. Nelle comunicazioni ottiche, tutti i segnali vengono convertiti in luce, come spiegato da Kumar. Mentre i segnali convenzionali per le comunicazioni classiche coinvolgono milioni di particelle di luce, le informazioni quantistiche utilizzano singoli fotoni.
- Prima dello studio condotto da Kumar, si riteneva che i singoli fotoni si sarebbero dispersi in cavi pieni di milioni di particelle di luce utilizzate per le comunicazioni classiche. Tuttavia, il team di ricerca ha trovato un modo per far sì che i fotoni delicati evitassero il traffico intenso.
- Dopo approfonditi studi sulla dispersione della luce all’interno dei cavi in fibra ottica, i ricercatori hanno individuato una lunghezza d’onda meno affollata per posizionare i fotoni e hanno aggiunto filtri speciali per ridurre il rumore generato dal traffico Internet.
Kumar ha spiegato che hanno posizionato i fotoni in un punto strategico per minimizzare la dispersione della luce, consentendo così la comunicazione quantistica senza interferenze dai canali classici.
- Per testare il nuovo metodo, Kumar e il suo team hanno installato un cavo in fibra ottica lungo 30 chilometri con un fotone ad ogni estremità, inviando contemporaneamente informazioni quantistiche e traffico Internet attraverso di esso.
- Misurando la qualità delle informazioni quantistiche all’estremità ricevente mediante il protocollo di teletrasportazione, i ricercatori hanno confermato che le informazioni quantistiche sono state trasmesse con successo anche in presenza di traffico Internet intenso.
Kumar ha in programma di estendere gli esperimenti su distanze maggiori e di utilizzare due coppie di fotoni entangled anziché una per dimostrare lo scambio di entanglement, un passo importante verso applicazioni quantistiche distribuite. Il team sta anche esplorando la possibilità di condurre esperimenti su cavi ottici sotterranei reali anziché su bobine in laboratorio.
Nonostante ci sia ancora molto lavoro da fare, Kumar si mostra ottimista riguardo al futuro della teletrasportazione quantistica, sottolineando che questa tecnologia potrebbe fornire connettività quantistica sicura tra nodi geograficamente distanti senza la necessità di costruire infrastrutture specializzate. Le comunicazioni classiche e quantistiche potrebbero quindi coesistere senza problemi. Il riferimento a questo studio è “Teletrasportazione quantistica che coesiste con le comunicazioni classiche in fibra ottica”, pubblicato su Optica il 20 dicembre 2024 e supportato dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (numero di sovvenzione DE-AC02-07CH11359).
