L’entanglement quantistico, un fenomeno una volta liquidato come “spettrale azione a distanza” da Albert Einstein, si è evoluto da un paradosso teorico a una pietra angolare della moderna tecnologia quantistica. Il dibattito su questa bizzarra proprietà della meccanica quantistica, che consente alle particelle di rimanere correlate indipendentemente dalla distanza, ha stimolato decenni di ricerca culminati in applicazioni pratiche come la comunicazione ultrasicura e l’informatica avanzata.
L’origine della “spettralità”
Negli anni ’20 Einstein, insieme a Boris Podolsky e Nathan Rosen, mise in dubbio la completezza della teoria quantistica. Sostenevano che, se la meccanica quantistica fosse corretta, implicherebbe una connessione istantanea tra particelle entangled, violando il principio di località, l’idea che un oggetto è direttamente influenzato solo dai suoi immediati dintorni. Ciò li ha portati a proporre l’esistenza di “variabili nascoste” che predeterminerebbero il comportamento delle particelle, eliminando la necessità di un’influenza istantanea.
Tuttavia, negli anni ’60 il fisico John Stewart Bell sviluppò un test per determinare se queste variabili nascoste esistessero davvero. Il teorema di Bell prevedeva che se il realismo locale (la combinazione di località e variabili nascoste) fosse vero, alcune correlazioni statistiche tra le particelle entangled sarebbero limitate.
Il verdetto sperimentale
Decenni di esperimenti, in particolare quelli condotti da Ronald Hanson alla Delft University of Technology e altri, hanno confermato in modo decisivo che le disuguaglianze di Bell sono violate. Gli esperimenti del 2015, che hanno valso a tre fisici il Premio Nobel 2022, hanno dimostrato che le correlazioni quantistiche sono più forti di quanto qualsiasi teoria realistica locale potrebbe consentire. Come ha affermato Marek Żukowski dell’Università di Danzica, “quello è stato il chiodo finale sulla bara di tutte quelle idee”.
Ciò significa che le particelle entangled mostrano una connessione che trascende la distanza e la fisica classica. Non sono semplicemente correlati da informazioni passate condivise; i loro destini sono intrecciati in un modo che sfida la comprensione convenzionale.
Dal paradosso alla praticità
L’accettazione della non-località ha sbloccato applicazioni nel mondo reale. Il lavoro di Hanson, inizialmente concepito come test del vantaggio quantistico, ha aperto la strada alla crittografia quantistica. Sfruttando le particelle impigliate, è possibile creare reti di comunicazione teoricamente inattaccabili perché qualsiasi tentativo di intercettare la trasmissione interromperebbe l’entanglement, allertando immediatamente gli utenti.
Anche l’informatica quantistica fa molto affidamento sull’entanglement. I qubit entangled, l’equivalente quantistico dei bit, consentono calcoli impossibili per i computer classici. I ricercatori stanno esplorando attivamente come sfruttare l’entanglement per creare algoritmi più potenti ed efficienti.
“Non si può sfuggire alla non-località”, afferma Jacob Barandes dell’Università di Harvard, sottolineando che questo aspetto fondamentale della meccanica quantistica non è solo una curiosità teorica ma un principio fondamentale per le tecnologie future.
L’entanglement rimane oggetto di ricerca continua, con i fisici che continuano a sondare i presupposti alla base del lavoro di Bell. Tuttavia, è già passato da dibattito filosofico a potente strumento di innovazione.
L’iniziale resistenza alla non-località quantistica ha lasciato il posto a una nuova era in cui abbracciare questa “inquietudine” guida il progresso nella comunicazione sicura, nell’informatica avanzata e in una comprensione più profonda dell’universo stesso.
