Provate a lanciare una pallina da tennis contro un muro. Se invece di tornare indietro la pallina lo oltrepassa e voi restate di stucco vuol dire che siete diventati piccoli come una particella e siete rimasti imprigionati nella fisica quantistica scoperta a inizio Novecento da Albert Einstein, Werner Heisenberg, Max Planck e anche Enrico Fermi. Nella dimensione macro in cui ci muoviamo tutti noi questo non succede: ma qual è il limite di scala che separa questi due mondi come uno specchio di Alice? Per quante particelle raggruppate e dunque per quale dimensione è ancora valido il fenomeno?
John Clarke, Michel H. Devoret e John M. Martinis – che ieri hanno scoperto di avere vinto il Premio Nobel per la Fisica 2025 annunciato dall’Accademia Reale delle Scienze di Svezia – hanno risposto a questa domanda dimostrando che la scala minima vale anche per un sistema che un essere umano può tenere in una mano (si parla in questo senso di macroeffetto tunnel quantistico o di proprietà quantistiche su scala umana, che non significa che vale per noi ma che appunto il sistema può essere tenuto in mano).
In sostanza i tre scienziati rispettivamente dell’Università della California, Berkeley, della Yale University e dell’Università della California, Santa Barbara (dunque una prova muscolare dell’accademia made in Usa, sebbene Clarke sia inglese e Devoret francese) hanno dimostrato che si possono costruire i computer quantistici a cui stiamo affidando le nostre speranze di poter accedere a una capacità di calcolo per ora inimmaginabile.
Se ci fosse stato bisogno di una conferma che siamo nell’era della fisica quantistica e del primato della tecnologia, il premio 2025 non lascia dubbi: i microprocessori con i cosiddetti Qubit (quantum bit) funzionano a bassissime temperature superando di fatto la dicotomia dei codici binari 000011000111. Grazie al fenomeno dell’entanglement (premio Nobel per la Fisica 2022 ad Alain Aspect, John Clauser e Anton Zeilinger) i microprocessori possono calcolare sovrapponendo stocasticamente gli stadi 0 e1.
Considerando che nel 2024 il Nobel per la fisica era andato ai padri delle reti neurali artificiali, John Hopfield e Geoffrey Hinton, coinvolgendo direttamente l’intelligenza artificiale, ecco che il quadro di un decennio ormai avviato verso nuove potenti tecnologie è completo (nel testamento Alfred Nobel lasciò scritto che i premi dovevano andare a scienziati e scoperte che rappresentassero un progresso per l’umanità. Di fatto, dunque, la consegna del Premio certifica che ci aspettiamo questo dall’AI e dai computer quantistici).
Nel 1984 e 1985, John Clarke, Michel H. Devoret e John M. Martinis condussero una serie di esperimenti con un circuito elettronico costruito con superconduttori, componenti in grado di far passare una corrente senza alcuna resistenza elettrica. Nel circuito, i componenti superconduttori erano separati da un sottile strato di materiale non conduttivo, una configurazione nota come giunzione Josephson. «Perfezionando e misurando le varie proprietà del loro circuito, riuscirono a controllare ed esplorare i fenomeni che si manifestavano quando vi facevano passare una corrente. Insieme, le particelle cariche che si muovevano attraverso il superconduttore formavano un sistema che si comportava come se fossero un’unica particella che occupava l’intero circuito».
In sostanza i lavori per cui è stato assegnato il premio Nobel per la Fisica 2025 (la consegna vera e propria avverrà come per tradizione il 10 dicembre, anniversario della scomparsa di Alfred Nobel e dunque dell’apertura del famoso testamento) sono stati importanti per aver mostrato come funziona la fisica dei quanti nei chip, la costruzione di atomi artificiali che ne rispettano le per molti versi misteriose contraddizioni rispetto al mondo macro della fisica meccanica tradizionale, l’esplorazione della fisica quantistica anche negli atomi naturali e dunque anche la stessa sfida di costruire computer quantistici capaci di surclassare il nostro stesso concetto di Macchina di Babbage. Peraltro proprio in questi giorni si terrà una lectio di Zeilinger all’Accademia delle scienze di Torino, la stessa dove lo stesso Charles Babbage presentò la sua macchina, di fatto l’idea del primo computer con schede perforate, nel 1840.
Il premio mostra anche come la fisica operi: le implicazioni rivoluzionarie della fisica dei quanti vennero affrontate sul lago di Como durante la famosa conferenza Solvay organizzata da Enrico Fermi nel 1927: l’unico momento, prima della guerra, in cui si incontrarono geni del calibro di Werner Heisenberg, Pauli, Albert Einstein, Nils Bohr, Max Planck. Com’è noto le implicazioni erano tali da far sollevare dei dubbi anche dallo stesso Einstein.
Oggi stiamo cercando di portare quelle contraddizioni all’interno delle macchine per superare i limiti fisici dei microprocessori.
Fonte: www.corriere.it
