Esisterà mai il teletrasporto? Perché il teletrasporto quantistico esiste già, ma non come nei film

Immaginare di sparire da una città e riapparire all’altro capo del pianeta in un istante è uno dei sogni più affascinanti della fantascienza. Da decenni, serie come Star Trek hanno reso il teletrasporto una tecnologia quasi familiare, al punto che molti si chiedono se un giorno potremo davvero usarla. La risposta della scienza, però, è più sfumata di un semplice sì o no. Da una parte, il trasferimento istantaneo di persone e oggetti sembra scontrarsi con alcuni limiti fondamentali della fisica. Dall’altra, esiste già qualcosa che gli scienziati chiamano teletrasporto quantistico, una tecnologia reale che viene studiata nei laboratori e che potrebbe rivoluzionare il modo in cui comunichiamo. Ma cosa significa davvero teletrasportare qualcosa? E quanto siamo lontani dal teletrasporto immaginato dalla fantascienza?

Perché il teletrasporto umano sembra impossibile

Per spostare una persona nel modo in cui viene mostrato nei film bisognerebbe compiere un’operazione colossale. Prima di tutto sarebbe necessario conoscere con precisione assoluta lo stato fisico di ogni componente del corpo umano: cellule, molecole e persino singole particelle.

Qui emerge il primo grande ostacolo. La fisica quantistica stabilisce infatti che non è possibile conoscere contemporaneamente alcune proprietà di una particella, come la sua posizione e la sua velocità, con precisione infinita. È il celebre principio di indeterminazione formulato da Werner Heisenberg. Questo limite non dipende dalla mancanza di strumenti sufficientemente avanzati: è una caratteristica intrinseca della natura.

C’è poi un secondo problema. Per ottenere informazioni su una particella bisogna interagire con essa, ma questa interazione modifica inevitabilmente il sistema che si sta osservando. In altre parole, il semplice tentativo di misurare tutte le particelle che compongono una persona altererebbe proprio le informazioni che si desidera raccogliere.

Anche immaginando di superare questi ostacoli, resterebbe il problema della trasmissione dei dati. L’enorme quantità di informazioni necessarie per descrivere un essere umano non potrebbe comunque viaggiare più velocemente della luce. Il teletrasporto istantaneo, quindi, sarebbe escluso.

Teletrasporto o clonazione? Il paradosso della copia perfetta

Supponiamo per un momento di riuscire a registrare tutte le informazioni di un individuo e di inviarle altrove. Una macchina potrebbe allora ricostruire una copia identica della persona in un’altra parte del mondo.

A questo punto, però, nascerebbe una domanda inquietante: cosa accadrebbe all’originale?

Se la persona iniziale rimanesse al suo posto, esisterebbero due individui perfettamente identici. In questo scenario non si sarebbe verificato alcun teletrasporto, ma una clonazione. Per parlare davvero di trasferimento istantaneo, l’originale dovrebbe essere distrutto nel momento in cui la copia viene creata.

Il problema non è soltanto tecnologico, ma anche filosofico. La persona ricostruita sarebbe davvero la stessa coscienza o soltanto un duplicato indistinguibile? La continuità dell’identità personale sopravviverebbe al processo?

Dal punto di vista della fisica, inoltre, la situazione è ancora più complessa. La meccanica quantistica vieta la copia perfetta di uno stato quantistico attraverso il cosiddetto teorema del no-cloning. Non possiamo ottenere tutte le informazioni di un sistema senza alterarlo e non possiamo crearne una replica identica. Per questo motivo il teletrasporto della materia, almeno secondo le conoscenze attuali, appare incompatibile con le leggi fondamentali della natura.

Cos’è davvero il teletrasporto quantistico

Se la fisica sembra chiudere la porta al trasporto istantaneo delle persone, ne apre però un’altra sorprendente. Non possiamo teletrasportare la materia, ma possiamo trasferire delle informazioni quantistiche.

Questo è il principio del teletrasporto quantistico, una tecnologia che esiste realmente e che non ha nulla a che vedere con lo spostamento immediato di esseri umani.

Il suo funzionamento si basa su uno dei fenomeni più strani della fisica moderna: l’entanglement quantistico. Quando due particelle entrano in una particolare condizione di correlazione, le proprietà di una risultano profondamente legate a quelle dell’altra, anche se si trovano a grande distanza.

Per molto tempo questo fenomeno sembrò così assurdo che perfino Albert Einstein lo definì una “azione spettrale a distanza”, convinto che dovesse esistere una spiegazione nascosta. Tuttavia, esperimenti sempre più precisi hanno dimostrato che l’entanglement è un fenomeno reale. L’importanza di questi studi è stata riconosciuta anche con il Premio Nobel per la Fisica del 2022.

Nei laboratori l’entanglement può essere creato artificialmente utilizzando i fotoni, le particelle della luce. Attraverso laser, cristalli speciali, specchi e altri componenti ottici, i ricercatori producono coppie di fotoni le cui proprietà risultano strettamente correlate.

Quando si misura una caratteristica di uno dei due fotoni, si conosce immediatamente la correlazione con il secondo, indipendentemente dalla distanza che li separa.

Il teletrasporto quantistico è già realtà e potrebbe portare all’Internet del futuro

Questa tecnologia non è soltanto una teoria. Esperimenti reali vengono già condotti in diversi laboratori del mondo, compresi quelli italiani.

Uno dei gruppi più attivi in questo settore è il Quantum Internet Research Group dell’Università Federico II di Napoli. I ricercatori lavorano su sistemi che sfruttano fotoni entangled per trasferire informazioni quantistiche attraverso reti in fibra ottica che collegano diversi campus universitari.

Le coppie di fotoni percorrono chilometri di fibra in tempi estremamente brevi e permettono di eseguire esperimenti di trasferimento dell’informazione. I ricercatori sono addirittura in grado di rilevare se una delle fibre viene sfiorata a distanza, perché anche una minima perturbazione modifica le correlazioni tra le particelle.

L’obiettivo finale non è limitarsi agli esperimenti di laboratorio, ma distribuire queste tecnologie nelle città e costruire un futuro Internet quantistico.

Le possibili applicazioni sono enormi e, probabilmente, oggi non siamo ancora in grado di immaginarle completamente. Gli stessi pionieri di Internet non avrebbero potuto prevedere l’arrivo dei social network, delle piattaforme di streaming o dell’intelligenza artificiale.

Secondo i ricercatori, una rete quantistica potrebbe rivoluzionare la sicurezza delle comunicazioni e aprire scenari del tutto nuovi. Ciò che appare certo è che siamo di fronte a una delle frontiere più promettenti della fisica e dell’ingegneria moderne.

Conclusione

Il trasporto istantaneo delle persone, almeno per quanto sappiamo oggi, sembra scontrarsi con limiti fondamentali della fisica quantistica. Non possiamo conoscere perfettamente lo stato di tutte le particelle che compongono un essere umano, né copiarlo o trasferirlo istantaneamente.

Eppure il teletrasporto non appartiene soltanto alla fantascienza. Una sua forma esiste già. Il teletrasporto quantistico consente infatti di trasferire informazioni sfruttando le straordinarie proprietà dell’entanglement e rappresenta una delle tecnologie più promettenti per il futuro delle comunicazioni.

Forse non ci sposteremo mai come i protagonisti di Star Trek, ma la fisica sta già costruendo qualcosa di altrettanto sorprendente: una nuova generazione di reti quantistiche che potrebbe cambiare il nostro modo di connetterci al mondo.

Redazione

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