Il Nobel per la Fisica ai tre pionieri del computer quantistico

di Massimo Sideri

Premiati Alain Aspect (75 anni), John Clauser (79) e Anton Zeilinger (77) «grazie» al famoso paradosso di Schrödinger. Il più anziano: «Felice di essere vivo»

Il Nobel per la Fisica 2022 consegnato ieri dall’Accademia Reale di Svezia al francese Alain Aspect (75 anni), all’americano John Clauser (79) e all’austriaco Anton Zeilinger (77) potrebbe essere il primo vinto grazie a un «gatto in una scatola», quello del famoso paradosso di Schrödinger. Si tratta dell’esempio più facile per capire una cosa talmente complicata da aver messo in crisi anche Albert Einstein alla fine della sua vita: l’entanglement , ovvero l’intreccio o sovrapposizione di stadi delle particelle, alla base degli studi sui computer quantistici. Siamo sulla frontiera della scienza, anche se le basi vennero poste circa un secolo fa, perché ciò che vale per l’infinitamente piccolo delle particelle della fisica quantistica non è rispettato nella nostra «dimensione» macro della fisica meccanica tradizionale.

«I loro studi — ha affermato l’Accademia nel consegnare il classico assegno da 10 milioni di corone svedesi (902.312 dollari al cambio attuale) — hanno reso più chiara la strada per le nuove tecnologie basate sulle informazioni quantistiche». Il più anziano, Clauser, ha anche scherzato: «Sono felice di essere ancora vivo per ricevere il premio» (i Nobel non possono essere consegnati post mortem).

Il gatto di Erwin Schrödinger, geniale fisico austriaco di inizio Novecento — che scrisse Che cos’è la vita , senza esagerare, uno dei libri più belli, più complicati e più importanti del secolo scorso visto che contiene l’intuizione del Dna — si trova in una scatola prigioniero di una macchina infernale che lo tiene sospeso tra la probabilità di essere vivo e quella di essere morto. Solo aprendo la scatola si realizza una delle due possibilità. Si trattava, come descrisse Schrödinger, di un «caso burlesco» per far capire i paradossi che prendono forma quando applichiamo la fisica quantistica al mondo degli organismi. Ma il paradosso «vivo+morto» si può realizzare, per ora su piccola scala, per accelerare a dismisura la capacità di calcolo dei nuovi computer sperimentali.

Per capirlo anche qui si può fare un facile esperimento: lanciate una moneta in aria. Il calcolo delle probabilità ci può aiutare a comprendere cosa capiterà alla fine, quando la moneta cadrà per terra, ma in quel momento, di fatto, la risposta non c’è. O meglio: entrambe le risposte sono valide, la moneta è sia testa che croce allo stesso tempo. Dunque mentre i computer tradizionali usano il linguaggio binario con una successione di 000110001, i qbit (quantum bit) contengono sia lo zero che l’uno del codice binario. Fusi insieme. Il risultato di questa magia quantistica si può quantificare così: nel 1961 il computer Ibm della Nasa faceva 24 mila operazioni al secondo. Già oggi stiamo costruendo computer con architetture tradizionali che puntano a un miliardo di miliardi di operazioni al secondo (exascale). Con i quantum computer i numeri straordinari di oggi ci appariranno come quelli della Nasa del 1961.

Gli studi di Aspect, Clauser e Zeilinger hanno permesso anche di chiarire un altro aspetto dell’entanglement secondo cui quando due sistemi sono entrati in contatto non possono più vivere separati. È la formula di Dirac nota anche come formula dell’amore. Probabilmente ogni particella dell’universo è intrecciata» ha detto Clauser. Ma anche questo non sembra valere per il mondo oltre l’atomo.