Premiazione LAM di fisica
Liceo di Bellinzona
Teletrasporto quantistico
Christian Ferrari
Liceo di Locarno
17 maggio 2006
Sommario
Introduzione
Una
proprietà del mondo microscopico
Il protocollo di teletrasporto
Canale quantistico
Misura di Bell
Canale classico
Aspetti
sperimentali
Conclusione
Introduzione
Scopo
del teletrasporto quantistico
« Trasferire le proprietà di un oggetto C
ad un oggetto B (che diventa C) senza che
queste proprietà esistano nello spazio che
separa fisicamente C e B »
Cosa
non è il teletrasporto quantistico
Trasferimento di materia
Clonazione di oggetti
Una proprietà quantistica
Due mondi diversi:
Mondo microscopico: atomi, elettroni, fotoni, …
Mondo macroscopico: carrellini, gas, magneti, …
Comportamenti, proprietà e teorie diversi
Mondo micro fisica quantistica
La proprietà fondamentale del mondo micro è
nota come intrecciamento (entanglement),
proprietà che non esiste nel mondo macro
L’intrecciamento
Due
particelle A e B sono dette
intrecciate se le proprietà di A e B sono
correlate, qualsiasi sia la distanza che
separa A e B
La
modifica delle proprietà di A influenza
le proprietà di B ‘‘istantaneamente’’
Due particelle correlate
Andrai su o giù?
Io devo fare lo stesso.
Aspetta! Non andare troppo
lontano – non possiamo
comunicare più velocemente della
luce!
Nessuna idea finché qualcuno mi
osserva.
Nessun problema!
Siamo due particelle
correlate!!!
Se A e
B sono intrecciate vanno
considerate come un’unica entità in cui:
le proprietà delle singole particelle non sono
definite esattamente,
Le proprietà della coppia invece è ben definita
O
PP
U
RE
osservando (misura) il sistema si attualizza in
una delle due possibilità
Il protocollo di teletrasporto
A
B
Stazione di
invio (Alice)
Canale classico
Canale
quantistico
• S
stabilito• S
Operazione:
Misura di Bell:
•S
•x1 •x–1
•N
Particelle
intrecciate
C
Particella da
teletrasportare
Stazione di
ricezione (Bob)
A
B
C
Proprietà
+/
–
Particella
Intreccio
stesso
teletrasportata
segno
Sorgente EPR
Aspetti sperimentali
La
teoria del teletrasporto quantistico è
stato elaborata nel 1993 da Bennett e
collaboratori
I primi esperimenti sono stati condotti a
Roma e Innsbruck nel 1997
Esperimenti a distanze più grandi sono
stati effettuati a Ginevra nel 2003
Conclusioni
Il
teletrasporto quantistico:
riguarda il mondo microscopico,
non è né spostamento, né clonazione, di
materia,
sfrutta la correlazione quantistica tra particelle
(intrecciamento = entanglement),
non è istantaneo (canale classico),
è stato verificato in laboratorio,
potrebbe avere delle applicazioni
tecnologiche futuristiche (es: crittografia).
Referenze
N.
Ghiringhrelli, «Dalla delocalizzazione al
teletrasporto passando per la nonlocalità»,
LAM LiLo (2005)
V. Scarani, «Initiation à la physique
quantique», Vuibert (2003)
Tradotto in inglese
V. Scarani, «Quantum Physics, A First
Encounter», Oxford (2006)
