L'abbraccio delle particelle. Il "teletrasporto" è da Nobel

La notizia è di quelle che fa sognare tutti. Sia la generazione cresciuta con Star Trek e il teletrasporto, sia i più assidui romantici, quelli del «ti sento vicino anche se siamo lontani».

E in fondo in fondo qualcosa di romantico c'è nella scoperta che ha portato il francese Alain Aspect, l'americano John F.Clauser e l'austriaco Anton Zeilinger, pionieri dell'informazione quantistica, a ricevere il Nobel per la Fisica. I tre scienziati sono stati premiati per gli esperimenti sul fenomeno chiamato entanglement, una sorta di abbraccio a distanza delle particelle, che, pur non essendo a contatto, si influenzano l'un l'altra pur mantenendo intatte le loro caratteristiche.

Per capire meglio, Claudio Giannetti, professore di Fisica della Materia all'università Cattolica di Brescia, usa la metafora di due monetine: «Immaginiamo per semplicità di lanciare due monete, che possono dare testa o croce in maniera indipendente tra loro - ipotizza - Se le due monete sono entangled, il lancio di una moneta determinerà automaticamente il risultato del lancio dell'altra moneta. Immaginate di portare le due monete a distanze molto grandi, anche centinaia di km. Nel momento in cui esce testa dal lancio della prima moneta, potete essere sicuri che la seconda moneta vi darà croce. Nel caso dei fotoni, la testa e la croce rappresentano, per esempio, la loro polarizzazione, ossia la direzione di oscillazione del campo elettromagnetico».

Il vero mistero dei due fotoni uniti e indivisibili è come facciano a scambiarsi l'informazione istantaneamente e a distanze così grandi. Sin dagli albori della meccanica quantistica, questo problema ha suscitato scalpore, con la famosa diatriba tra Einstein, che sosteneva l'impossibilità di scambiare informazione tra oggetti distanti a una velocità maggiore di quella della luce, e Niels Bohr e Erwin Schrödinger, che pensavano che l'entanglement fosse una conseguenza inevitabile della meccanica quantistica.

Perchè è importante la teoria dell'abbraccio a distanza? Perchè sono state gettate e basi del futuro dell'informazione. E anche perchè da questo principio, potrà essere messa a punto una crittografia a prova di hacker. Le ricerche dei tre fisici sono state premiate proprio perchè perfezionano esperimenti decisivi per trasformare la fisica quantistica da disciplina astratta in uno strumento concreto per applicazioni. «Ci sono moltissime applicazioni pratiche: si pensi, ad esempio, al navigatore satellitare - commenta Maria Bondani, ricercatrice dell'Istituto di fotonica e nanotecnologie del Cnr - La capacità di distinguere la posizione di pochi metri potrebbe sembrare di poco conto, ma la luce impiega tempi ristrettissimi a percorrere distanze notevoli, per cui in questi aspetti tecnologici la precisione è necessaria per un prodotto utile. Non rischiamo di sbagliare strada o di finire in un burrone proprio grazie a questa precisione».

Quello che il Nobel Giorgio Parisi applaude come un «premio al teletrasporto», potrebbe avere applicazioni rapide.

«Si prepara a debuttare nel 2023 la prima rete di computer quantistici in Europa - spiega uno dei principali esperti europei nelle tecnologie quantistiche, Tommaso Calarco dell'Università di Colonia - con i primi due computer collegati tra la Francia e la Germania e si lavora per ampliare il progetto nel 2024, con un numero maggiore di computer, uno dei quali potrebbe essere operativo in Italia».