Internet quantistico, che collega particelle legate tra loro dal principio dell'entanglement quantistico, è come i primi giorni di Internet classico:nessuno può ancora immaginare quali usi potrebbe avere, secondo il professor Ronald Hanson, dalla Delft University of Technology, Paesi Bassi, la cui squadra è stata la prima a dimostrare che il fenomeno dietro di esso era reale.

Sei famoso per aver dimostrato che l'entanglement quantistico è reale, quando, nel 2015, hai collegato due particelle distanti 1,3 chilometri. Ma l'obiettivo principale del tuo lavoro è sempre stato quello di connettere particelle entangled in una "internet quantistica". Cosa potrebbe consentirci di fare una rete del genere?

Una delle cose che potremmo fare è generare una chiave per codificare i messaggi usando l'Internet quantistico. La sicurezza di quella chiave ora sarebbe basata su questa proprietà di entanglement, e questa è fondamentalmente la proprietà delle leggi della fisica.

Otterrai un mezzo di comunicazione la cui sicurezza è garantita da leggi fisiche anziché (da) presupposti che nessuno sia in grado di hackerare il tuo codice.

Questa è probabilmente la prima vera applicazione, ma ce ne sono tanti, molte altre applicazioni a cui le persone stanno pensando dove questa idea di entanglement, questo legame invisibile a distanza, potrebbe effettivamente essere utile. Per esempio, le persone hanno calcolato che è possibile aumentare la linea di base dei telescopi utilizzando l'entanglement quantistico. Così, due telescopi abbastanza distanti potrebbero avere una precisione migliore di quella che ciascuno di loro avrebbe individualmente. Potresti immaginare di utilizzare questa Internet quantistica per creare entanglement tra orologi atomici in diverse località del mondo, e questo aumenterebbe la precisione del cronometraggio a livello locale.

Quindi Internet quantistico è principalmente uno strumento per la crittografia?

Non esiste ancora un Internet quantistico. E se ripensi al tempo in cui le persone stavano sviluppando l'Internet classico, Non credo che nessuno stesse davvero pensando alle applicazioni per cui lo stiamo usando in questo momento.

I primi veri utenti di Internet erano come, "Ok c'è un grande computer da qualche parte in un posto, e io sono nell'altro posto, e in realtà voglio usare quel computer perché sono molto costosi, quindi come posso utilizzare quel computer da remoto? Bene, Ho bisogno di una connessione Internet per connettermi".

E ora stiamo usando Internet in un modo completamente diverso. Facciamo tutti parte di questa enorme autostrada globale dell'informazione. E penso che alcune delle stesse cose potrebbero accadere con l'internet quantistica. È molto difficile in questo momento immaginare cosa potremmo fare (con esso), e penso che sia ancora più difficile che con l'internet classico, perché questo concetto di entanglement quantistico è così controintuitivo che non è facile usare la tua intuizione per trovare applicazioni per esso.

Come immagini l'internet quantistica? Come lo useremmo?

L'Internet quantistico ti permette di fare cose extra, alcune cose che non puoi fare con la normale Internet che abbiamo. Ma d'altra parte, è anche molto più difficile da implementare e molto più costoso in termini di utilizzo.

immagino che, alla fine, quando utilizzi il Web per la maggior parte del tempo, stai usando internet classico, e quando hai bisogno di qualche funzionalità extra che richiede l'entanglement quantistico, quindi stai usando l'infrastruttura quantistica parallela che è anche su Internet per ottenere la funzionalità che desideri avere. Quindi non sarà un sostituto dell'internet classico, ma sarà qualcosa che si aggiungerà sopra.

Già nel 2014, hai annunciato di aver collegato particelle a tre metri di distanza e di aver "teletrasportato" informazioni tra di loro. In che senso questa informazione è stata teletrasportata?

Il teletrasporto quantistico è l'idea che gli stati quantistici, e ovviamente contengono informazioni, scompaiono da un lato e poi riappaiono dall'altro. Ciò che è interessante è che, poiché le informazioni non viaggiano su un vettore fisico, non è codificato in un impulso di luce, non viaggia tra mittente e destinatario, quindi non può essere intercettato. L'informazione scompare da un lato e riappare dall'altro.

Il teletrasporto quantistico è l'operazione più fondamentale che può essere eseguita su Internet quantistica. Quindi per ottenere l'entanglement distribuito su lunghe distanze, stai effettivamente teletrasportando l'entanglement da un nodo all'altro.

In una rete classica, invii il tuo pacchetto di dati, e c'è un indirizzo contenuto in quello, e il router leggerà tali informazioni e le invierà al nodo successivo. Non vogliamo farlo con questi segnali quantistici. Vogliamo inviare questi segnali quantistici tramite teletrasporto in modo che non debbano passare attraverso la fibra (ottica); scompaiono da un lato e riappaiono dall'altro.

Il tuo lavoro si basa su questo folle concetto di entanglement. Qual è la tua opinione personale su come funziona l'entanglement?

Quello che ho imparato è lasciar andare tutta la mia intuizione quando parlo di entanglement quantistico. Qualsiasi analogia che provi a fare con qualcosa nel mondo che vediamo intorno a noi fallirà perché è un concetto quantistico e non vediamo davvero concetti quantistici nella nostra vita quotidiana. Quindi ho rinunciato a cercare di avere una spiegazione intuitiva di cosa sia l'entanglement.