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Il teletrasporto di dati è gia (quasi) realtà


Stewart Jenkins e il suo team del Georgia Institute of Technology sono riusciti a sviluppare un sistema per teletrasportare qubit (quantum-bit: l’unità di informazione quantica) istantaneamente su distanze che potrebbero raggiungere i 1000 chilometri, sfruttando un fenomeno delle particelle quantiche (più piccole dei nuclei atomici) chiamato Correlazione Quantica o Entanglement Quantistico.
Le applicazioni dell’Entanglement Quantistico (Quantum Entanglement) sfiorano il campo della fantascienza. In poche parole, come anche Einstein aveva osservato definendola “Spooky Action at a Distance” (azione misteriosa a distanza), due particelle quantiche possono essere correlate tra loro in modo tale che, anche se si trovano a migliaia (o persino milioni di miliardi) di chilometri di distanza, quando una di esse subisce un cambiamento, lo stesso cambiamento avviene istantaneamente anche nell’altra. Anche se è difficile da spiegare e concepire, questo accade perché le due particelle hanno delle proprietà inscindibili secondo cui una non può cambiare senza che cambi anche l’altra, a prescindere dalla distanza spazio-temporale tra di loro. Ad esempio, due particelle quantiche legate da Entanglement avranno sempre uno spin (proprietà magnetica dei quantum) opposto, lo stesso vale per la carica elettrica. In pratica, la connessione tra le due particelle trascende le concezioni relativistiche (legate alla teoria della relatività di Einstein) dello spazio e del tempo.
L’applicazione del Quantum Entanglement nella pratica ha già portato gli scienziati a realizzare esperimenti incredibili, come ad esempio la possibilità di condividere istantaneamente la chiave di un codice crittografato a distanze inferiori ai 200 chilometri: un fotone correlato a un altro fotone è infatti stato trasmesso per una distanza di 144 chilometri tra le Isole Canarie di La Palma e Tenerife e ricevuto dalla Optical Ground Station dell’ESA (l’Ente Spaziale Europeo) e le correlazioni quantiche tra i due fotoni (quindi il cambiamento di uno che causa un istantaneo cambiamento nell’altro) hanno permesso di condividere le informazioni per decrittare il codice segreto.
Anche se il teletrasporto di massa, energia o persino informazioni digitali nel senso classico del termine (i bit) rimane impossibile, la possibilità di tramettere qubit a una velocità superluminale (superiore a quella della luce) può essere sfruttata anche nello sviluppo di computer quantistici, macchine in grado di sfruttare i fenomeni della meccanica quantistica, come, appunto, l’Entanglement, per raggiungere potenze di calcolo esponenzialmente più elevate rispetto ai computer basati sui transistor, visto che la trasmissione di dati avverrebbe istantaneamente. Molti governi stanno già investendo notevoli risorse su questi progetti.
La limitazione principale nel teletrasporto di informazioni quantiche e nella realizzazione e di quantum computer è che la memoria quantica è in grado di ritenere i dati solo per una frazione di secondo. Anche la memoria DRAM dei computer classici deve essere riscritta ogni 9-70 nanosecondi: il problema dei qubit è che, secondo le leggi della meccanica quantistica, il semplice atto di riscrivere un dato lo altera irreversibilmente. I fotoni usati nel teletrasporto di dati quantici viaggiano alla velocità della luce e quindi impiegano un tot di tempo (per quanto ridotto) per raggiungere la propria destinazione. Se il tempo impiegato è superiore a quello della memoria quantica, il messaggio andrà perduto.
Il team di ricercatori guidato da Jenkins ha sviluppato memorie quantiche in grado di durare per 7,2 microsecondi, inscrivendo i qubit nello spin di atomi gassosi e schermandoli da campi magnetici che possono distorcerne lo spin. Questo lasso di tempo permetterebbe a un messaggio quantico di essere trasmesso istantaneamente per distanze di oltre 1000 chilometri.


http://blog.panorama.it/hitechescienza/2009/01/08/il-teletrasporto-di-dati-e-gia-quasi-realta/

Il teletrasporto in laboratorio




Già da qualche anno, si è riacceso il dibattito sul teletrasporto. Ma, curiosamente, le discussioni non coinvolgono presunti maghi o autori di film di fantascienza; bensì gli scienziati, gli scettici per eccellenza. Come mai? Due esperimenti, effettuati nel 1997, hanno dimostrato il teletrasporto di fotoni, ossia delle particelle elementari che costituiscono la luce. E, pochi mesi fa, è stato dimostrato teoricamente come trasferire gli atomi, cioè i veri mattoni della materia. Tutto cominciò nel 1997, con gli esperimenti di Francesco De Martini dell'Università La Sapienza di Roma e Anton Zeilinger, oggi docente presso l'Università di Vienna.
Trasferimento
d'informazione
Ma che cosa si intende esattamente per teletrasporto? Scomporre un oggetto (finora si parla solo di particelle elementari) in un punto e ricomporlo in un altro punto, magari su un'altra galassia. Ciò che viene trasferito, in realtà, non è la materia che compone l'oggetto, ma la sua "informazione", ossia tutte le proprietà delle particelle che lo compongono. Ma non si tratta nemmeno di fare un semplice "fax": "Un fax produce una copia che è facile distinguere dall'originale", spiega Zeilinger, "mentre un oggetto teletrasportato è indistinguibile anche in linea di principio. Inoltre, nel teletrasporto, l'originale viene necessariamente distrutto".
Ipotetico viaggio
Per illustrare i principi fondamentali di questo fenomeno è bene considerare un esempio irreale, ma istruttivo. Immaginate che Alice, sulla Terra, voglia teletrasportare un mazzo di fiori al suo fidanzato Bob, su Marte. Come può fare? La strumentazione minima è di due cabine, il cui interno sia perfettamente isolato dal mondo esterno. Nella cabina sulla Terra, Alice inserisce sia il mazzo di fiori, sia una quantità esattamente uguale di "materia ausiliaria". Cioè una materia composta dagli stessi atomi dei fiori, ma senza una forma predefinita: una specie di "blob". Questa materia ausiliaria deve avere un "gemello" su Marte, dotato di una proprietà per noi insolita, ma possibile nel mondo microscopico: se si modifica il blob sulla Terra, anche il blob su Marte si modifica istantaneamente. Alice preme ora un pulsante, attivando uno scanner che "legge" tutte le informazioni del mazzo di fiori, cioè la posizione e lo stato degli atomi che lo compongono, anche se, per farlo, deve necessariamente distruggere questo stato (lo impongono le leggi della fisica microscopica). Durante le misure, la materia ausiliaria si "mischia" al mazzo di fiori, e questo stato "misto" viene istantaneamente trasferito alla materia gemella, su Marte. Il risultato delle misure viene poi inviato in maniera tradizionale, per esempio via radio. Quando i segnali radio raggiungono la cabina su Marte, il trasferimento è completo e si accende una spia: Bob può aprire il portello e prendere i fiori.
Dai fiori ai fotoni
Il teletrasporto di oggetti concreti è però solo fantascienza. Già un granello di sabbia, per esempio, è composto da circa un miliardo di miliardi di atomi, che contengono abbastanza informazione (un miliardo di miliardi di gigabit) da intasare per tre miliardi di anni perfino le modernissime fibre ottiche, che trasmettono fino a dieci miliardi di bit al secondo. Oltretutto, non è detto che teletrasportare un granello sia equivalente a trasferire tutti i suoi atomi.
Le leggi fisiche che governano il mondo atomico (descritte dalla meccanica quantistica) sono infatti molto diverse da quelle che regolano il moto dei pianeti o dei granelli di sabbia, e ci consentono una conoscenza solo parziale della realtà. Ciò può sembrare strano, perché siamo abituati a pensare che per conoscere un oggetto basti osservarlo con attenzione. Ma osservare una particella elementare non è la stessa cosa, perché per "vederla" occorre illuminarla, toccarla, e quindi perturbarne lo stato. Per esempio, quanto meglio ne conosciamo la posizione e tanto meno è possibile saperne la velocità. La cosa più strana è che questa imprecisione non è dovuta a problemi tecnici nelle misure, ma è un principio fondamentale della fisica microscopica, detto di indeterminazione".
Gemelli siamesi
Il principio di indeterminazione sembra però impedire il teletrasporto: se non è possibile conoscere le informazioni che descrivono una particella, come è possibile teletrasportarla? Il trucco fu trovato nel 1993 da un gruppo dell'Ibm guidato da Charles Bennet, e consiste nel trasferire lo stato della particella senza misurarlo direttamente, ma utilizzando una sorta di comunicazione telepatica che si stabilisce tra coppie di particelle "gemelle". Di che si tratta? Di particelle che hanno proprietà fisiche "correlate". Nel caso dei fotoni, per esempio, una proprietà importante è la polarizzazione, una grandezza fisica che indica la direzione del campo elettrico che forma i fotoni. Se due fotoni sono correlati tra loro, quando uno ha una polarizzazione, per esempio, verticale, l'altro ha una polarizzazione necessariamente orizzontale. Bisogna anche precisare che, a causa delle leggi della meccanica quantistica, la polarizzazione di un fotone può, in generale, essere in una "sovrapposizione" delle due possibilità, un po' come una monetina che gira mostrando entrambe le facce: è il processo di misura che lo "costringe" a essere polarizzato in un modo o nell'altro, così come fermando una moneta si può stabilire se il risultato è testa o croce. Due fotoni correlati sono proprio come due monetine "telepatiche" che girano in senso opposto: quando Alice ferma la sua moneta, anche la moneta di Bob si ferma all'istante e mostra la faccia opposta.
Questo fenomeno è stato battezzato entanglement, che vuol dire aggrovigliamento. "L'entanglement fu ipotizzato teoricamente da Albert Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen nel 1935", spiega Gian Carlo Ghirardi, professore di fisica teorica presso l'Università di Trieste. Ghirardi stesso contribuì a dimostrare che le correlazioni tra particelle gemelle sono sì istantanee, ma per essere utilizzabili in pratica hanno bisogno dell'aggiunta di informazioni scambiate alla velocità della luce: l'entanglement, di conseguenza, non viola affatto i principi della relatività stabiliti da Albert Einstein.
Gli esperimenti
L'idea teorica di Bennet sul teletrasporto fu messa in pratica dal gruppo di Zeilinger nel seguente modo. Alice e Bob ricevono due fotoni correlati, A e B (la materia ausiliaria). Poi viene dato ad Alice un altro fotone, X (il mazzo di fiori), da teletrasportare a Bob. Per farlo, Alice deve riuscire a "gemellare" anche A e X, perchè in questo modo la polarizzazione di X diviene automaticamente uguale a quella di B. Per ottenere questo risultato è necessario sovrapporre i due fotoni (sempre A e X) e sperare che essi si gemellino. Per saperlo Alice deve effettuare una misura che distrugge entrambi i fotoni e che ha solo una probabilità su quattro di riuscire. Se l'esperimento riesce, il fotone di Bob diventa uguale al fotone X di partenza. Bob può saperlo solo quando Alice gli comunica l'esito delle sue misure.
L'esperimento di De Martini è molto simile, ma in questo caso, il fotone X viene creato modificando le proprietà del fotone A stesso. Con questo trucco, ideato da Sandu Popescu dell'università di Bristol, il trasferimento delle informazioni avviene quattro volte su quattro. Ma perché si usano sempre fotoni? "Altre particelle, come atomi o elettroni, sono difficili da maneggiare" spiega De Martini. Anche se, recentemente, un gruppo guidato dal professor Eugene Polzik dell'Università danese di Aarhus ha effettuato un primo passo importantissimo verso il teletrasporto di materia: è riuscito a stabilire l'entanglement (il gemellaggio) tra due nubi di gas di cesio, formate da mille miliardi di atomi ciascuna.
Anima e corpo
Rimane un dubbio: se pure fosse tecnicamente possibile trasferire tutti i suoi atomi, è possibile, in linea di principio, teletrasportare una persona? In altre parole, sarebbe possibile, oltre al corpo, trasferire la vita e la coscienza? Impossibile dirlo, ma, nota Zeilinger, affinché una persona rimanga la stessa, non è affatto necessario che tutta la sua informazione microscopica rimanga inalterata: noi tutti cambiamo in continuazione: cresciamo, invecchiamo, mangiamo, viviamo esperienze che modificano i nostri stati d'animo... ma non per questo perdiamo la nostra identità.
Trasporto di bit
Oggi, però, gli sforzi degli scienziati si focalizzano soprattutto nel campo dell'informatica. I computer, infatti, utilizzano segnali elettrici per generare sequenze di bit con le quali effettuano operazioni matematiche. I bit possono assumere il valore di uno o zero e sono generati da piccoli interruttori elettrici che possono essere accesi (uno) o spenti (zero). Se gli interruttori diventano così piccoli da funzionare secondo le leggi quantistiche, allora possono trovarsi in uno stato detto "qubit" (cioè bit quantistico): possono cioè assumere contemporaneamente i valori uno e zero, e quindi effettuare operazioni molto più complesse. Ma lo stato indeterminato dei qubit è molto delicato, e la tecnica del teletrasporto è importante per elaborare e trasferire questo tipo di informazioni.
I computer quantistici esistono già: un prototipo molto semplice (costituito da poche molecole) è stato già costruito nei laboratori Ibm da Isaac Chuang. Lo stesso ricercatore, insieme con Daniel Gottesman della Microsoft, ha inoltre dimostrato (per ora solo teoricamente) che è possibile progettare computer quantistici molto più complessi: tra qualche decennio, questo teletrasporto di informazioni potrebbe entrare perfino nella nostra vita quotidiana.
http://www.cicap.org/new/articolo.php?id=101172

Un «passo» verso il teletrasporto:
esperimento tra due atomi



Per la prima volta realizzato un trasferimento di caratteristiche senza l'azione di un terzo elemento¨



MILANO - Il teletrasporto della fantascienza di Star Trek ha compiuto un passo importante verso la realtà. Protagonisti, per il momento, non sono due astronauti ma due atomi. Può sembrare poco e invece il balzo compiuto è giudicato importante non tanto per gareggiare con Star Trek, ma per vedere come più vicina e possibile la mitica frontiera dei computer quantici. Due gruppi di ricerca delle università americane del Maryland e del Michigan per la prima volta sono riusciti a teletrasportare le caratteristiche di un atomo A ad un altro atomo B distante un metro. Così si è svolto, in modo semplificato, l'esperimento.

L'ESPERIMENTO - L'atomo A è stato portato in una condizione quantica bombardandolo con un impulso di microonde. Entrambi gli atomi venivano poi irradiati con impulso laser provocando l'emissione da parte di ciascuno di un fotone. Il fotone A provenendo da un atomo in condizione quantica aveva una certa informazione diversa da quella di B non trattato. È stato in questa fase che gli scienziati esaminando i fotoni hanno scoperto che grazie al fenomeno dell'«entanglement» l'atomo B aveva assunto le caratteristiche di A.
Decifrare e spiegare i fenomeni quantistici senza le formule è arduo, ma questo, molto in sintesi e semplificato, è quello che è accaduto con grande soddisfazione dei ricercatori autori di un progresso significativo in un campo di studi di grandissimo interesse pratico. «In passato – ha spiegato Christopher Monroe, leader del gruppo dell’Università del Maryland - si erano ottenuti fenomeni di teletrasporto fra fotoni, fra fotoni e atomi e fra atomi, ma sempre con l'azione intermediaria di un terzo elemento esterno. Questa volta il teletrasporto è assolutamente pulito e realizzato direttamente fra due atomi senza alcun aiuto».

COMPUTER SUPERVELOCI - Il risultato è pubblicato sulla rivista scientifica americana Science. «Il nostro sistema – aggiunge Monroe – ha la possibilità di formare la base per un ripetitore quantico di grande scala che può costituire una rete di memorie quantiche su distanze molto elevate. Inoltre, può essere utilizzato per effettuare operazione quantiche creando il componente di base di cui ha bisogno il futuro computer quantico». Le ripetizioni della parola «quantico» possono sembrare disdicevoli, ma in tal caso è meglio essere chiari ed evitare fraintendimenti. I computer quantici oltre ad essere molte volte più potenti e immensamente più veloci rispetto agli attuali e ad essere impiegati nei difficili calcoli di crittografia per costruire codici segreti capaci di proteggere soprattutto le comunicazioni , si prestano ad una varietà di applicazioni oggi impensabili. È per questo che le ricerche delle due università sono state finanziate oltre che dalla National Science Foundation anche da un contratto del US Army Research Office.

Scienziati indiani hanno finalmente capito come gli UFO ci osservino in volo fermo e siano intorno a noi dappertutto senza che noi ce ne accorgiamo. A Pune, India, ingegneri dell'Organizzazione di Ricerca e Sviluppo della Difesa Indiana stanno sperimentando un'apparecchiatura che permette di vedere gli effetti segreti di un intenso flusso elettromagnetico. Secondo qs super intelligenti cervelli indiani gli effetti finali di occultamento si ottengono creando un intenso flusso elettromagnetico intorno a qualsiasi oggetto. Anche i Russi hanno sperimentato simili meccanismi di occultamento.
Il flusso elettromagnetico può essere creato attraverso applicazioni molto avanzate di super conduttori. Questi sono mezzi paranormali per creare il flusso che rende ogni cosa veramente invisibile. Il flusso elettromagnetico può essere creato da qualsiasi persona attraverso la meditazione. Quando questo ha luogo, appaiono strani fenomeni che la maggior parte delle persone chiama miracoli, eventi divini ecc.

Gli scienziati stanno ricevendo sempre più indicazioni sul fatto che il flusso elettromagnetico è usato per rendere gli UFO invisibili all'occhio umano. Alcuni animali hanno sensori che permettono loro di percepire l'energia al di là del flusso elettromagnetico. Probabilmente cani e gatti vedono gli UFO sempre ma non lo sanno dire !

Secondo questi scienziati una macchina che vede attraverso il flusso elettromagnetico potrebbe vedere gli UFO in qualsiasi occasione. Il motivo per cui gli UFO sono a volte visibili per brevi periodi è dovuto al fatto che quando un UFO entra nell'atmosfera terrestre e si avvicina ad un oggetto o ad una destinazione sulla terra, l'UFO deve mutare la velocità ultrasonica o le sue tecniche di manovra verso la velocità del suono e adeguarsi all'elettromagnetismo e alla gravità terrestre.
Proprio in quel momento per evitare interferenze elettromagnetiche il flusso artificiale viene ritirato per brevi tratti di tempo. Quando l'UFO raggiunge la velocita sua tipica che può anche usare sulla terra, il flusso elettromagnetico viene riattivato. Questo spiega perché molti piloti vedono gli UFO e li inseguono senza successo perché spariscono improvvisamente. Se ci basiamo su questa scoperta, vediamo che ci possono essere miriadi di UFO intorno a noi. Ci sono anche indicazioni che il teletrasporto possa dipendere da questo flusso elettromagnetico.








Con l'ausilio di macchine fotografiche , luce ultravioletta e software dedicati alla elaborazione di immagini è possibile visualizzare delle fotografie extra. La macchina fotografica, come strumento, riesce a fermare in modo oggettivo, la realtà dell’istante. In una frazione di tempo troppo breve per essere catturata e riconosciuta dall’occhio umano. Con l’elaborazione strumentale di queste foto risultano "forme", che sembrano di tipologia frattale.
Strutture multidimensionali e simultanee, comunicano attraverso vari linguaggi: immagini, suoni, sincronicità, ideoplastie prodotte dalla nostra parte profonda, e tutto questo sembra provenire da un presente continuo. La mente umana può proiettarsi in differenti dimensioni temporali poiché è costantemente in contatto con i segnali provenienti dall'Iperspazio che originano dall'Universo congelato. Quando si dà priorità alla conoscenza e la mente domina l'esistenza fisica con le sue influenze ed attrazioni, il tempo multidimensionale si manifesta.

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