Realizzato modello per inviare segnali quantistici nello spazio

AGI - Trasmettere segnali quantistici da Terra a un satellite è possibile. Lo dimostra un nuovo studio della University of Technology Sydney (Uts), pubblicato su 'Physical Review Research', che apre la strada a reti di comunicazione quantistica globali più potenti e sicure. Fino a oggi, gli esperimenti condotti con satelliti come Micius (Cina, 2016) o Jinan-1 (2025) avevano permesso soltanto la trasmissione 'downlink', cioè dall'orbita verso la superficie terrestre.

Il nuovo modello australiano, invece, dimostra la fattibilità di un 'uplink quantistico', in cui le particelle di luce vengono inviate dal suolo verso lo spazio. La ricerca, firmata da Simon Devitt e Alexander Solntsev, mostra che è possibile far incontrare due fotoni lanciati da stazioni a Terra diverse in un satellite in orbita a 500 chilometri di quota, che viaggia a circa 20mila chilometri l'ora, in modo che interferiscano tra loro secondo le leggi della meccanica quantistica.

Un modello semplice per reti quantistiche

Finora si riteneva che tale operazione fosse irrealizzabile, poiché la luce emessa da Terra subisce attenuazioni, rifrazioni e dispersioni nell'atmosfera. Gli scienziati hanno invece dimostrato, con modelli di simulazione che tengono conto di fenomeni reali come la luce riflessa dalla Luna, l'interferenza del bagliore terrestre e gli errori di allineamento ottico, che un sistema di trasmissione verso l'alto è tecnicamente realizzabile.

La chiave sta nella semplicità: nel modello proposto, il satellite deve solo interferire due fotoni e registrare il risultato, mentre l'emissione e la sincronizzazione delle particelle avvengono a Terra, dove i trasmettitori possono disporre di maggiore potenza e controllo. Questo schema ridurrebbe i costi e la complessità delle future reti quantistiche, perché i satelliti potrebbero essere di piccole dimensioni e privi di hardware sofisticato per la generazione dei fotoni.

Verso una rete quantistica globale

In prospettiva, i ricercatori ritengono possibile testare la tecnologia con esperimenti preliminari condotti tramite droni o palloni stratosferici, per poi passare a costellazioni satellitari a bassa orbita dedicate alla connessione di computer quantistici in continenti diversi. Secondo Devitt, 'l'uplink quantistico' potrebbe fornire la larghezza di banda necessaria a collegare elaboratori quantistici su scala globale, trasformando l'entanglement in una risorsa comune come l'elettricità'. L'obiettivo a lungo termine è creare una rete mondiale in cui i dispositivi quantistici possano 'collegarsi' a una fonte di entanglement così come oggi si collega un computer a una presa di corrente.