Red Hot Cyber
La cybersecurity è condivisione. Riconosci il rischio, combattilo, condividi le tue esperienze ed incentiva gli altri a fare meglio di te.
Cerca

Il Teletrasporto quantistico – Lezione 8

Roberto Campagnola : 5 Maggio 2022 00:09

Autore: Roberto Campagnola
Data Pubblicazione: 05/05/2022

In questo breve intermezzo della nostra rubrica affronteremo un argomento che può sembrare davvero fantascienza, ma ci sarà utile nel prossimo numero quando parleremo di crittografia quantistica.

“Teletrasportami Scotty!”.

Iscriviti GRATIS ai WorkShop Hands-On della RHC Conference 2025 (Giovedì 8 maggio 2025)

Il giorno giovedì 8 maggio 2025 presso il teatro Italia di Roma (a due passi dalla stazione termini e dalla metro B di Piazza Bologna), si terranno i workshop "hands-on", creati per far avvicinare i ragazzi (o persone di qualsiasi età) alla sicurezza informatica e alla tecnologia. Questo anno i workshop saranno:

  • Creare Un Sistema Ai Di Visual Object Tracking (Hands on)
  • Social Engineering 2.0: Alla Scoperta Delle Minacce DeepFake
  • Doxing Con Langflow: Stiamo Costruendo La Fine Della Privacy?
  • Come Hackerare Un Sito WordPress (Hands on)
  • Il Cyberbullismo Tra Virtuale E Reale
  • Come Entrare Nel Dark Web In Sicurezza (Hands on)

  • Potete iscrivervi gratuitamente all'evento, che è stato creato per poter ispirare i ragazzi verso la sicurezza informatica e la tecnologia.
    Per ulteriori informazioni, scrivi a [email protected] oppure su Whatsapp al 379 163 8765


    Supporta RHC attraverso:


    Ti piacciono gli articoli di Red Hot Cyber? Non aspettare oltre, iscriviti alla newsletter settimanale per non perdere nessun articolo.

    I meno giovani, o i più nerd tra i nostri lettori sentendo parlare di “teletrasporto” vanno immediatamente con la memoria alle avventure (rigorosamente “classiche” ) di Star Trek. Nel celebre telefilm di fantascienza (anche se ad un occhio attento i temi trattati erano decisamente “terrestri”, e con una visione davvero innovativa per gli anni ’60) i personaggi avevano a disposizione un mezzo di trasporto davvero incredibile: posizionandosi su una apposita pedana, potevano essere trasferiti istantaneamente da un luogo all’altro, “smaterializzandosi” e ricomparendo senza alcun problema a grandi distanze. Venivano appunto teletrasportati.

    Ebbene, anche nella meccanica quantistica è presente un fenomeno che porta lo stesso nome e descrive il trasferimento di “qualcosa” anche se le analogie finiscono qui e il termine teletrasporto non è propriamente corretto, come quasi sempre succede quando vi sono questo tipo di “contaminazioni”.

    A differenza della rappresentazioni cinematografiche, in ambito quantistico ciò che si “teletrasporta” non è fisicamente l’atomo o il sistema in esame, ma il suo stato quantistico, che viene quindi trasferito ad un altro sistema. A questo punto già abbiamo il primo caveat  e il teorema del no-cloning ci scombina i piani, per così dire. Dal teorema di no-cloning sappiamo che lo stato di  un sistema quantistico non può essere riprodotto arbitrariamente, quindi l’informazione originale deve essere necessariamente distrutta.

    Anche per il teletrasporto quantistico, sono coinvolti principalmente fotoni entangled e stati di Bell, di cui abbiamo parlato nel numero scorso della nostra rubrica. Inoltre, proprio perché sono coinvolti termini come stati e disuguaglianze di Bell, sovrapposizione quantistica, entanglement sgombriamo subito il campo da alcuni possibili fraintendimenti: il teletrasporto non può essere utilizzato come strumento per inviare informazioni a velocità superiori a quelle della luce nel vuoto. Le già citate disuguaglianze di Bell, hanno provato che  la meccanica quantistica è non locale, e il paradosso EPR è stato risolto.

    Come avviene il tele trasporto

    Come da convenzione i due protagonisti del nostro protocollo di comunicazione e teletrasporto sono Alice e Bob; dopo aver ricevuto ognuno un fotone entangled, Alice fa interagire il proprio fotone con un qubit di memoria che contiene l’informazione da inviare a Bob.

    Questa interazione modifica lo stato del fotone, e poiché il fotone è entangled con quello di Bob anche il fotone di quest’ultimo viene modificato. Questa operazione quindi, teletrasporta i dati contenuti nel qubit dal fotone di Alice al fotone di Bob. Inoltre, per un protocollo di comunicazione quantistica avremo bisogno anche di un canale di comunicazione classico che ha lo scopo di custodire “l’informazione” che deve essere inviata, e poi ricostruita dal destinatario.

    L’informazione è codificata nel processo di misura che Alice effettua quando fa interagire il suo fotone entangled con il qubit di memoria. Inoltre l’utilizzo di un canale “classico” di comunicazione impedisce di poter comunicare informazioni a velocità superiori a quella della luce.

    Va precisato che Bob, per conoscere il risultato dell’interazione sul suo fotone deve necessariamente attendere il risultato delle misura che Alice ha effettuato e che gli è inviata tramite il canale “classico” di comunicazione.

    Immagine che riassume il processo di teletrasporto (Martin Giles “Explainer:What is quantum communication?”)

    Durante il processo di teletrasporto quantistico si presentano due risultati fondamentali: i postulati della meccanica quantistica sono rispettati grazie al teorema di no-cloning e inoltre, grazie all’utilizzo di un canale “classico” di comunicazione sono rispettati anche i risultati della relatività ristretta.

    Il teletrasporto quantistico e l’utilizzo di fotoni entangled  possono essere utili per l’invio di dati a  distanza (vedi l’esperimento cinese QUESS e i successivi studi) senza l’utilizzo di mezzi, come cavi, fibre etc, ed inoltre i ricercatori si stanno concentrando sulle reti per distribuire fotoni entangled a grandi distanze, con tutti i problemi di scalabilità, di creazione di un grande numero di fotoni e di decoerenza che sappiamo essere critici.

    Credit:Martin Giles “Explainer:What is quantum communication?”

    Roberto Campagnola
    Laureato in fisica delle particelle, attualmente assegnista di ricerca presso i Laboratori Nazionali di Frascati-INFN e il CERN, si occupa dell’upgrade dell’esperimento CMS – Compact Muon Solenoid per il Large Hadron Collider.

    Articoli in evidenza

    DarkLab intervista HellCat Ransomware! La chiave è “assicurarsi che tutti comprendano la cybersecurity”

    Il ransomware HellCat è apparso nella seconda metà del 2024 e ha attirato l’attenzione degli analisti grazie all’umorismo delle sue dichiarazioni pubbliche. Ricordiamo l’...

    X/Twitter nel Caos! Un Threat Actors pubblica 2.8 Miliardi di Account Compromessi

    Il 28 marzo 2025, un utente del noto forum di cybersecurity BreachForums, con lo pseudonimo ThinkingOne, ha rivelato quello che potrebbe essere il più grande data breach mai registrato nel mondo ...

    Signal è abbastanza sicuro per la CIA e per il CISA. Lo è anche per te?

    Quando Jeffrey Goldberg dell’Atlantic ha fatto trapelare accidentalmente un messaggio di gruppo privato di alti funzionari statunitensi su un possibile attacco contro gli Houthi nello Yemen, ha...

    Addio alle password! La rivoluzione della sicurezza informatica è già iniziata

    Ogni mese diventa sempre più evidente: le password non funzionano più. Gli hacker hanno imparato a eludere anche la protezione a due fattori sfruttando sessioni rubate e milioni di dati comp...

    Alla scoperta della Pseudonimizzazione: Tra definizione e valore giuridico

    La pseudonimizzazione è una tecnica di protezione dei dati definita dall’art. 4(5) del GDPR. Consiste nella trasformazione dei dati personali in modo tale che non possano più essere a...