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)