Mercoledì 10 Ottobre 2007

Star Trek è dietro l’angolo

Se la vecchia fantascienza di «Star Trek ha insegnato al mondo il teletrasporto, Samuel Braunstein, docente di Computer Science all’Università di York, ha messo bene in chiaro che, anche tralasciando le difficoltà del procedimento, la trasmissione in fibra ottica di un essere umano impiegherebbe centinaia di milioni di anni, tenuto conto che per ri-rendere visibile un uomo, con un’accettabile risoluzione tridimensionale, avremmo bisogno di un cubo di 1000 km di lato di cd-rom. Una sorta di fax atomico, che trasmetterebbe comunque solo una copia, passata allo scanner, dell’originale. E, esattamente come quando mandiamo un messaggio e l’originale in carta resta presso di noi, alla fine ci sarebbero due esemplari. Telefono, fax, tv, web sono infatti forme di trasporto a distanza di onde sonore, elettricità, immagini.Discorso diverso, invece, per l’universo quantico, cioè delle particelle subatomiche, dove non vige il principio di causa-effetto. Braunstein lo ha spalancato per il pubblico di BergamoScienza che ieri riempiva l’auditorium del Seminario, guidandolo in un mondo dove le certezze della fisica classica, inchiodate nelle teste di studenti e docenti, si dissolvono dolcemente all’emergere incontrovertibile di una realtà altra dove ciò che conta è invece l’interrelazione. Infatti, il fascio di fotoni, intercettato e suddiviso da specchi semiriflettenti (beam splitters ), dimostra la possibilità di un fenomeno di teletrasporto quantico, trovandosi lo stesso fotone contemporaneamente in due punti. Ciò avverrebbe non attraverso un procedimento di «copiatura» («no cloning» ha detto Braunstein) delle informazioni, mancando la previa misurazione dei dati, (impossibile per il principio di indeterminazione dimostrato da Eisenberg), ma per la realtà dell’«entanglement», corrispondenza d’amorosi sensi quantica, per cui l’informazione del mutamento di stato «passa» (se si può dire, in un mondo che esclude spazio e tempo) da A a B per interrelazione che taglia fuori possibili «intercettatori». Una esclusività di rapporto (e quindi di canale di comunicazione) basata sul fatto che ogni particella contiene, randomizzata, una infinita quantità di informazioni (in termini computazionali, «sovrapposizione» cioè nè 1 nè 0, ma entrambi) e che il processo innescato dal beam splitter permette ai quanti di «ricomporsi» inferendo la parte di informazione dell’altro. Esattamente, ha concluso trionfante Braunstein davanti all’uditorio silente, «come due amanti perfetti separati». A questo punto Gennaro Auletta dell’Università Gregoriana di Roma, cristallino Virgilio, ha pietosamente accompagnato il procedere mentale del pubblico, salvandolo dal surriscaldamento collettivo. L’applicazione della meccanica quantistica e del relativo teletrasporto quantico porta come possibile risultato, nel mondo dei comuni mortali, alla quantum computation, che sfrutta sia la capacità del fotone di essere nello stesso momento in due posti diversi sia il suo potenziale informativo, costruendo il qbit, il bit quantico. Se la meccanica quantistica aggira il principio di indeterminazione arrivando a misurare senza interferenza (scaricando da un’altra parte - non chiedete come - il turbamento che altererebbe il sistema) l’informazione quantistica esce dalle strettezze processuali dell’alternativa 0-1 e permette (vedi entanglement ) di accedere a una capacità di processare informazioni praticamente infinita e non più in tempo reale, ma senza tempo. Con i computer quantici, utilizzando forse in parte gli strumenti ottenuti grazie alla fisica classica, come fibre ottiche e sistemi di trasmissione di onde, sarà possibile anche elaborare protocolli per il teletrasporto dove l’informazione da A potrà raggiungere B senza sapere dove B si trovi, sfruttando sempre l’entanglement. La vera difficoltà, ha chiarito Braunstein, è che tutto l’universo è in stato di entanglement con se stesso, quindi la difficoltà è selezionare, ritagliare e in qualche modo prolungare, congelare, il «segmento» di entanglement quantico che interessa. Finora, in laboratorio, entanglement sperimentali sono stati isolati e mantenuti per millisecondi e l’obiettivo dei fisici del gruppo di Braunstein è di arrivare ai secondi. Inoltre, il teletrasporto ha riguardato finora, dal 1997, particelle subatomiche e al massimo ioni, ma non ancora il teletrasporto del nucleo o dell’intero atomo. Insomma le cose sono ancora piuttosto complicate, prima di arrivare al teletrasportato capitano di Star Trek. Del resto, per l’Oxford Dictionary, «entanglement» si applica anche a un rapporto amoroso complicato da gestire, oltre che a fasci di cavi strettamente interconnessi e a rotoli di fino spinato per tenere a distanza il nemico. Insomma anche il mondo subatomico ha i suoi priblemi relazionali, riassunti magistralemnte da Braunstein in una slide con il fumetto dei due amanti perfetti al telefono: «Sei l’unica per me» si teletrasporta l’aitante Bob. «Chi può esserne sicuro, in un mondo quantico?» risponde la bionda Alice.  (08/10/2007)Susanna Pesenti

a.campoleoni

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