È un Nobel da teletrasporto Verso i computer quantistici

Ogni volta che un profano sente parlare di meccanica quantistica il suo pensiero corre alla celebre battuta di Richard Feynman: "Se credete di aver capito la teoria dei quanti, vuol dire che non l’avete capita". Feynam sapeva di che parlava, visto che nel 1965 vinse il Nobel per la fisica grazie alla sua teoria sull’elettrodinamica quantistica... Dunque niente paura se l’Accademia delle scienze svedese, nel proclamare i vincitori del Premio Nobel 2022 per la fisica (lo statunitense John F. Clauser, il francese Alain Aspect, e l’austriaco Anton Zeilinger) spiega – o almeno tenta di spiegare – che i tre ricercatori lo meritano "per gli esperimenti con fotoni entangled, per aver stabilito la violazione delle disuguaglianze di Bell e per aver aperto la strada alla scienza dell’informazione quantistica".

Una linea di orientamento soccorre quando si parla delle possibili applicazioni pratiche di tali studi: l’avvento dei computer quantistici e delle relative reti telematiche, ossia apparati in grado di espandere in maniera esponenziale le capacità di calcolo, ben oltre i limiti fisici degli attuali chip al silicio miniaturizzati. Un’altra applicazione riguarda la crittografia, che sarebbe (sarà) a prova di hacker, a meno che questi non riescano nell’impresa giudicata impossibile da Feynman, cioè capire davvero tutto.

Giorgio Parisi, che il Nobel per la fisica l’ha vinto l’anno scorso, ieri era entusiasta: "È un Nobel – ha commentato a caldo – che mette al centro i grandi progressi della meccanica quantistica, progressi che hanno aperto tutta una serie di cose nuovissime", come il teletrasporto dell’informazione quantistica.

Tutto è partito, in questa branca di ricerca, con un articolo del 1935 firmato da Albert Einstein con i fisici Boris Podolsky e Nathan Rosen: vi si mostrava un paradosso – poi chiamato “paradosso EPR“ dalle iniziali dei tre autori – e cioè l’osservazione di una correlazione, detta “entanglement“, fra due particelle lontane, come se fra loro fosse stato trasmesso un segnale più veloce della luce, limite inviolabile della Teoria della relatività di Einstein. Seconda tappa della storia, gli studi di John Stewart Bell, citati nella motivazione del Nobel; il fisico britannico nel ’64 propose le sue “disuguaglianze“, ossia l’ipotesi di leggi fisico-matematiche che vengono violate nella pratica degli esperimenti, dimostrando così le nuove leggi della meccanica quantistica.

I tre nuovi Nobel hanno lavorato su queste basi e lo hanno fatto, possiamo dire, in successione. John Clauser, oggi ottantenne, nel 1972 compì il primo passo, con esperimenti che portarono alla violazione di una “disuguaglianza“ di Bell. Il passo successivo fu del francese Alain Aspect, 75 anni, docente alla École Polytechinique di Parigi, nonché membro dal 2018 della nostra Accademia dei Lincei: Aspect ideò un sistema sperimentale in grado di colmare alcune importanti lacune presenti negli esperimenti di Clauser. Infine, l’austriaco Anton Zeilinger, 77 anni, dell’Università di Vienna, al quale si deve la prova dell’esistenza del "teletrasporto quantistico", che è un concetto difficile da immaginare ma anche l’aspetto più promettente in termini di sviluppi tecnologici concreti, nella direzione del computer quantistico.

Come diceva ancora Feynman, che era un genio della fisica e anche un uomo con grande senso dell’umorismo, "dal punto di vista del buon senso l’elettrodinamica quantistica descrive una teoria assurda. Tuttavia è in perfetto accordo con i dati sperimentali. Mi auguro quindi che riuscirete ad accettare la Natura per quello che è: assurda".

Lorenzo Guadagnucci