Seduto Scomposto

Teletrasporto è il nome che è stato dato dalle fiction scientifiche al processo attraverso cui si disintegra una persona in un posto e se ne fa comparire una replica esatta da qualche altra parte. Come questo possa avvenire solitamente non è spiegato nei dettagli, ma in generale l’idea sembra essere quella di scannerizzare l’oggetto originale in qualche maniera per estrarne tutte le informazioni, successivamente l’informazione è trasmessa al luogo di ricezione e viene usata per ricostruire la replica, non necessariamente dallo stesso materiale dell’originale. Una macchina del teletrasporto potrebbe essere sullo stile degli apparecchi per i fax, eccetto per il fatto che lavorerebbe su oggetti a tre dimensioni allo stesso modo dei documenti, che produce una copia esatta piuttosto che un facsimile approssimativo e distrugge l’originale durante il processo di scannerizzazione. Diversi autori di fiction scientifiche prendono in considerazione teletrasporti che preservano l’originale, e la trama diventa complicata quando l’originale e la versione teletrasportata della stessa persona si incontrano; ma il tipo più comune di teletrasporto distrugge l’originale, funzionando come una sorta di dispositivo di super trasporto, non come un perfetto replicante di anime e corpi.

Nel 1993 un gruppo internazionale di sei scienziati, che includeva l’IBM Fellow Charles H. Bennett, confermarono le intuizioni della maggioranza degli autori di fiction scientifiche mostrando che il teletrasporto perfetto è possibile per principio, ma solo se l’originale viene distrutto. Negli anni seguenti, altri scienziati hanno dimostrato il teletrasporto sperimentalmente in un’ampia varietà di sistemi, includendo singoli fotoni, campi di luce coerenti, spin nucleari e ioni intrappolati. Il teletrasporto promette di essere abbastanza utile come primitivo processore di informazioni, facilitando comunicazioni quantiche a lunga distanza (per esempio favorendo la creazione di un’”internet quantica”), e rendendo molto più semplice la realizzazione di un computer quantico. Ma i fan delle fiction scientifiche rimarranno delusi dal sapere che nessuno si aspetta di riuscire a teletrasportare persone o altri oggetti macroscopici nel prossimo futuro, per una varietà di ragioni ingegneristiche, nonostante non venga violata alcuna legge fondamentale nel farlo.

In passato, l’idea del teletrasporto non fu presa molto seriamente dagli scienziati, perché si pensava violasse il principio di indeterminazione della meccanica quantistica, che impedisce a qualsiasi processo di misurazione o scannerizzazione di estrarre tutte le informazioni in un atomo o altri oggetti. In accordo con il principio di indeterminazione, più a fondo viene scannerizzato un oggetto, più esso viene disturbato dal processo di scannerizzazione, fino a che si arriva al punto in cui lo stato originale dell’oggetto viene completamente cambiato, senza aver comunque estratto abbastanza informazioni per creare una copia perfetta. Questo suona come un argomento indistruttibile contro il teletrasporto: se non si possono estrarre abbastanza informazioni da un oggetto per crearne una copia perfetta, sembra che una copia perfetta non possa essere creata. Ma i sei scienziati trovarono una scappatoia a tale logica, utilizzando una caratteristica già celebrata e paradossale della meccanica quantistica conosciuta come effetto Einstein-Podolsky-Rosen. In breve, essi trovarono un modo per scannerizzare una parte dell’informazione da un oggetto A, che si desidera teletrasportare, facendo passare il materiale restante, non scannerizzato e parte dell’informazione, attraverso l’effetto Einstein-Podolsky-Rosen, in un altro oggetto C che non è mai stato in contatto con A. Più tardi, applicando a C un trattamento che dipende dalle informazioni scannerizzate, è possibile manovrare C fino a portarlo ad uno stato identico a quello di A prima che fosse scannerizzato. A questo punto A non è più nello stato iniziale, che è stato modificato durante la scannerizzazione, quindi ciò che è stato effettuato è un teletrasporto, non una replica.

Come suggerisce la figura a sinistra, la parte non scannerizzata dell’informazione è convogliata da A a C da un oggetto intermediario B, che interagisce prima con C e poi con A. Cosa? E’ davvero corretto dire “prima con C e poi con A”? Certamente, per poter convogliare qualcosa da A a C, il veicolo di trasporto deve visitare A prima di C, non il contrario. Ma c’è una sottile, insondabile parte di informazione che, qualunque sia il materiale di trasporto e qualunque sia l’informazione, può comunque essere trasportata all’indietro. Questo tipo di informazione, chiamata anche “correlazione Einstein-Podolsky-Rosen (EPR)”, è stata parzialmente scoperta nel 1930 quando fu discussa in un famoso articolo da Albert Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen. Negli anni ’60, John Bell mostrò che un paio di particelle legate, che all’inizio erano in contatto ma che successivamente si allontanano troppo per interagire direttamente, mostrano individualmente una condotta casuale che è così fortemente correlata da non poter essere spiegata dalla statistica classica. Esperimenti sui fotoni a e altre particelle hanno ripetutamente confermato queste correlazioni, fornendo chiare evidenze sulla validità della meccanica quantistica, che le spiega chiaramente. Un altro fatto molto conosciuto sulle correlazioni EPR è che esse non possono recapitare da sole un messaggio coerente e controllabile. Si era detto che la loro unica utilità era nel fornire una prova di validità alla meccanica quantistica. Ma ora sappiamo che, attraverso il fenomeno del teletrasporto quantico, esse possono recapitare parti esatte di informazione di un oggetto troppo delicate per essere scannerizzate e recapitate attraverso i metodi convenzionali.

La figura compara trasmissioni facsimile convenzionali con il teletrasporto quantico. Nelle trasmissioni facsimile convenzionali l’originale è scannerizzato, estraendo informazioni parziali su di esso, ma rimane più o meno intatto a seguito del processo di scannerizzazione. L’informazione scannerizzata è inviata alla stazione ricevente, dove viene impressa su alcuni materiali grezzi (per esempio carta) per produrre una copia approssimativa dell’originale. In contrasto, nel teletrasporto quantico, due oggetti B e C vengono prima messi in contatto e poi separati. L’oggetto B viene portato sulla stazione di invio, mentre l’oggetto C viene portato alla stazione di ricezione. Alla stazione di invio l’oggetto B viene scannerizzato insieme all’originale dell’oggetto A che si desidera teletrasportare, cedendo così alcune informazioni e modificando completamente lo stato di A e B. L’informazione scannerizzata è inviata alla stazione di ricezione, dove viene usata per selezionare uno dei molti trattamenti da applicare all’oggetto C, risultando nel trasformare C in una replica esatta dello stato iniziale di A.