Classicamente, le informazioni viaggiano in una sola direzione, dal mittente al destinatario. In un nuovo documento, però, i fisici Flavio Del Santo dell'Università di Vienna e Borivoje Dakić dell'Accademia austriaca delle scienze hanno dimostrato che, nel mondo quantistico, le informazioni possono viaggiare simultaneamente in entrambe le direzioni, una caratteristica vietata dalle leggi della fisica classica.

Nella comunicazione classica, come e-mail, messaggio testuale, o telefonata, un messaggio è incorporato in un supporto di informazioni, come una particella o un segnale, che viaggia in una sola direzione alla volta. Per comunicare nella direzione opposta utilizzando lo stesso vettore di informazioni, è necessario attendere che la particella arrivi al destinatario e poi rispedire la particella al mittente. In altre parole, è classicamente impossibile effettuare una comunicazione bidirezionale utilizzando il singolo scambio di una singola particella.

Però, questo è esattamente ciò che teoricamente mostrano Del Santo e Dakić. Per fare questo, usano una particella quantistica che è stata posta in una sovrapposizione di due posizioni diverse. Come spiegano i fisici, essere in una sovrapposizione quantistica significa che la particella quantistica è "simultaneamente presente" nella posizione di ciascun partner. Perciò, entrambi i partner sono in grado di codificare i loro messaggi in una singola particella quantistica contemporaneamente, un compito che è essenzialmente impossibile usando la fisica classica.

"Considera lo scenario più semplice, dove due giocatori, Alice e Bob, vuoi scambiare una semplice informazione, cioè., o 0 o 1, " Dakić ha spiegato a Phys.org . "Codificano contemporaneamente i rispettivi bit (messaggi), direttamente nello stato di sovrapposizione di una particella quantistica. Una volta codificate le informazioni, i partner inviano le loro "parti di particelle quantistiche" l'uno verso l'altro.

Posizionato a metà tra Alice e Bob è un dispositivo unitario, che può essere sperimentalmente implementato da, Per esempio, un divisore di raggio.

"Condizionato sui messaggi che la particella porta, quando la particella colpisce il dispositivo unitario, rimbalza deterministicamente ad Alice o Bob, " ha detto Dakić. "Più precisamente, il dispositivo unitario guida la particella un 'modo intelligente, ' tale che, alla fine sia Alice che Bob ricevono il bit (messaggio) che è stato loro inviato. Per esempio, se la particella finisce con Alice, lei avrebbe saputo che il pezzo di Bob era proprio l'opposto del suo pezzo, e viceversa."

Quindi alla fine, entrambi i giocatori inviano e ricevono un messaggio, il tutto nello stesso lasso di tempo necessario per inviare un messaggio unidirezionale utilizzando una particella classica.

Questi risultati teorici sono già stati verificati da un nuovo esperimento utilizzando singoli fotoni, segnalato da Del Santo, Dakic, e i loro coautori. I risultati sperimentali rafforzano ulteriormente il nuovo concetto dimostrando che la comunicazione è sicura e anonima. In particolare, la direzione della comunicazione è nascosta:un intercettatore non può dire chi è il mittente e chi è il destinatario. Di conseguenza, i risultati possono portare a miglioramenti nella comunicazione quantistica che presenta vantaggi sia in termini di velocità che di sicurezza.

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