Gli ingegneri della Northwestern University hanno realizzato la prima dimostrazione del teletrasporto quantistico su cavi in fibra ottica che trasportano dati Internet convenzionali. Questa svolta, guidata dal professor Prem Kumar, combina perfettamente le comunicazioni quantistiche e classiche utilizzando l’infrastruttura esistente.
Gli ingegneri della Northwestern dimostrano il teletrasporto quantistico su fibra ottica
Lo studio, pubblicato nel diario Otticarivela che il teletrasporto quantistico può avvenire senza la necessità di configurazioni dedicate per la comunicazione quantistica. Kumar ha spiegato che il lavoro dimostra come le reti quantistiche e le reti classiche possono condividere la stessa struttura in fibra ottica. “Apre la porta per spingere le comunicazioni quantistiche al livello successivo”, ha affermato.
Il teletrasporto quantistico si basa sull’entanglement quantistico, un fenomeno in cui due particelle si interconnettono, consentendo il trasferimento di informazioni senza trasmissione fisica. Questo metodo consente una comunicazione ultra sicura, poiché non richiede che i dati attraversino la distanza tra mittente e destinatario. Utilizza invece particelle intrecciate per trasmettere informazioni attraverso il loro stato condiviso, indipendentemente dalla distanza.
Per realizzare questa impresa, Kumar e il suo team hanno superato le sfide legate alle particelle impigliate che venivano spazzate via dal traffico Internet. Hanno identificato una lunghezza d’onda meno congestionata di 1290 nanometri, distinta dalla banda C pesantemente trafficata a 1547 nanometri. Studiando in modo esperto la diffusione della luce nei cavi in fibra ottica, i ricercatori hanno ottimizzato le condizioni per ridurre al minimo le interferenze derivanti dalla sovrapposizione dei segnali.
Attraverso una configurazione che prevedeva un cavo in fibra ottica di 30,2 chilometri, il team ha trasmesso simultaneamente informazioni quantistiche insieme a un traffico Internet a 400 Gbps. Hanno eseguito misurazioni quantistiche a metà strada e hanno verificato che lo stato quantistico fosse stato teletrasportato con successo, dimostrando la durabilità dell’entanglement in mezzo al traffico intenso.
“Questa capacità di inviare informazioni senza trasmissione diretta apre la porta ad applicazioni quantistiche ancora più avanzate eseguite senza fibra dedicata”, ha affermato Jordan Thomas, Ph.D. candidato e autore principale dello studio. Sebbene questo esperimento sia servito principalmente come prova di concetto, le innovazioni future potrebbero portare ad applicazioni pratiche di comunicazione quantistica.
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I prossimi passi per il team includono l’estensione del campo sperimentale e l’impiego di più coppie di fotoni entangled, un approccio chiamato scambio di entanglement. Questa tecnica può migliorare le capacità di rete quantistica mantenendo i vantaggi delle infrastrutture esistenti. Le loro ambizioni si estendono ai test con cavi ottici a livello del suolo, sottolineando la fattibilità di queste tecnologie quantistiche in scenari del mondo reale.
Un aspetto notevole di questo progresso è il suo potenziale riflesso sulle misure di sicurezza nelle comunicazioni, offrendo un metodo per trasmettere dati impenetrabili alle intercettazioni. Kumar sottolineato una considerazione critica: “Se scegliamo bene le lunghezze d’onda, non dovremo costruire una nuova infrastruttura. Le comunicazioni classiche e le comunicazioni quantistiche possono coesistere”.
Questo risultato, sebbene significativo, richiede ancora ulteriori ricerche e perfezionamenti prima di potersi tradurre in applicazioni pratiche. Poiché le tecnologie quantistiche continuano ad evolversi, le implicazioni di questo lavoro potrebbero ridefinire il panorama della comunicazione sicura. Lo studio ha posto l’accento sulla fattibilità attuale della fusione delle comunicazioni quantistiche e classiche all’interno dei quadri stabiliti già in atto.
Credito immagine in primo piano: Confronta Fibra/Unsplash
