Il Nobel per la fisica a tre pionieri della fisica quantistica

Computer velocissimi, teletrasporto dell’informazione quantistica e trasmissioni di dati impenetrabili dai più abili degli hacker, orologi atomici così precisi da rendere millimetrica la precisione dei navigatori satellitari e più sicure le auto autonome, misure più puntuali al servizio di sensori e diagnosi: è il futuro reso possibile dalle ricerche premiate con il Nobel per la Fisica a Alain Aspect, John Clauser e Anton Zeilinger. Sono ricerche cominciate mezzo secolo fa e allora considerate pure speculazioni filosofiche, una perdita di tempo ai fini della carriera.

Il punto di partenza era il fenomeno per cui due particelle si comportano all’unisono, assumendo le stesse proprietà, anche quando sono lontane fra loro. I fisici quantistici avevano chiamato ‘entanglement’ questa sorta di abbraccio a distanza, guardato da molti con sospetto. Lo stesso Einstein diceva che “Dio non gioca a dadi”, ma alla fine “la meccanica quantistica ha resistito a tutti gli attacchi”, ha detto Aspect commentando il Nobel. 

Per Zeilinger “è probabilmente una delle più belle teorie mai inventate” e le possibili applicazioni sono appena all’inizio. Sono state premiate ricerche “importantissime”, è stato il commento di Giorgio Parisi, Nobel per la Fisica nel 2021. “I premiati hanno intrapreso un lavoro estremamente difficile dal punto di vista sperimentale perché consisteva nel controllare il comportamento quantistico a livello di singoli quanti”, ha aggiunto.

A loro si devono le tecniche sperimentali e la comprensione teorica che hanno permesso di maneggiare le proprietà quantistiche dei materiali in modo avanzato: i loro studi – ha rilevato Parisi – hanno portato alla possibilità di fare un computer quantistico”.

A fare il primo passo, nel 1972, è stato l’americano John F. Clauser, 80 anni, che lavora per un’azienda californiana, seguito a breve dall’austriaco Zeilinger (77 anni), dell’Università di Vienna e dal francese Aspect (75 anni), della Université Paris-Saclay e della École Polytechnique di Parigi.

I tre erano partiti da una domanda filosofica, ossia se la realtà esistesse localmente: una questione aperta da Albert Einstein, quando diceva che la meccanica quantistica sbagliava perchè prediceva cose assurde, come il fatto che le proprietà di un oggetto non sono definite localmente prima di fare una misura, ha spiegato uno dei principali esperti europei di tecnologie quantistiche, Tommaso Calarco dell’Università di Colonia, promotore del programma europeo sulle tecnologie quantistiche e direttore dell’Istituto tedesco per il controllo quantistico a Jülich. 

Alle obiezioni di Einstein rispose nel 1964 John Stewart Bell, con la sua teoria delle diseguaglianze. Su questa hanno lavorato Clauser, Zeilinger e Aspect e, a dispetto delle critiche e dello scetticismo, hanno trasformato la fisica quantistica da disciplina astratta in uno strumento concreto per applicazioni nel campo dell’informazione, del calcolo e delle comunicazioni.

“È un Nobel dal valore enorme, non solo per le ricadute tecnologiche, ma è un esempio paradigmatico del fatto che farsi domande inutili è fondamentale”, ha detto Calarco, che in Europa è al lavoro per diffondere le tecnologie quantistiche. Finanziare la ricerca di base vale quindi la pena, se mezzo secolo dopo i primi esperimenti dei tre Nobel, la Commissione Europea sta finanziando un programma di primo piano sul calcolo e le comunicazioni quantistiche. In questo ambito si prepara a debuttare nel 2023 la prima rete di computer quantistici in Europa, 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.