Decodificata l’azione a distanza dell’entanglement quantistico e le sue possibilità pratiche

Un team del Center for Quantum Dynamics della Griffith University ha mostrato come testare se due coppie di fotoni l’azione spettrale di cui Einstein ha parlato, anche in condizioni avverse. In pratica, hanno dimostrato che l’effetto – noto come “effetto quantico non locale” – può ancora essere verificato anche quando molti dei protoni vengono persi per assorbimento quando viaggiano dalla sorgente alla loro destinazione attraverso un canale in fibra ottica.

La “non-località quantistica” è importante nello sviluppo di reti di informazione quantistica, poiché possono trasmettere in modo sicuro e rispettano le leggi della fisica. Queste reti potrebbero essere create grazie a potenti computer quantistici, ma dovremo aspettare affinché possa essere sviluppati. 

I fotoni possono essere usati per formare un collegamento quantico tra due posizioni, causando l’intreccio di una coppia di fotoni, in modo che la misurazione di uno di essi determini le proprietà del suo gemello e, quindi, uno di essi possa essere inviato nel canale di comunicazione eletto.

Il professor Geoff Pryde ha spiegato che la lega quantistica deve superare un test impegnativo che conferma la presenza di non-località quantistica tra le particelle alle due estremità. “Se il test fallisce, significa che qualcosa si è infiltrato nella rete”, ha detto. “E man mano che il canale quantico cresce, sempre meno fotoni riusciranno a passare attraverso questo link, perché nessun materiale è perfettamente trasparente e l’assorbimento e la dispersione possono giocare un ruolo importante.”

Questo è un problema per le tecniche di verifica quantistica non locale con i fotoni. Ogni fotone perduto fa sì che qualcuno entri dalla frattura creatasi. Sviluppare un metodo per testare l’entanglement in presenza di perdite è stata per molto tempo una sfida molto importante nella comunità scientifica. Pertanto, il team ha deciso un approccio diverso: il teletrasporto quantico, che rimuove il problema dei fotoni persi. 

“Il nostro schema registra il segnale aggiuntivo che ci consente di sapere se la particella di luce è passata attraverso il canale di trasmissione. Ciò significa che la distribuzione degli eventi falliti può essere esclusa, consentendo di implementare la comunicazione in sicurezza anche in presenza di perdite molto elevate“, spiega l’esperto. 

Tuttavia, questo non è facile. Il passaggio del teletrasporto richiede coppie di fotoni di alta qualità, che devono essere rilevati in modo molto efficiente per compensare gli effetti delle perdite tipiche del canale attraverso il quale viene trasmesso.

Lo studio è stato possibile grazie alla tecnologia di rilevamento all’avanguardia, sviluppata in collaborazione con il National Institute of Standards and Technology di Boulder, in Colorado. E sebbene l’esperimento sia stato condotto in laboratorio, i canali di test con assorbimento di fotoni equivalgono a 80 km di fibra ottica.