Per decenni, l’eredità di Albert Einstein è stata sinonimo dei più profondi progressi della fisica. Le sue teorie sulla relatività hanno rimodellato la nostra comprensione di spazio, tempo e gravità, e i suoi contributi alla meccanica quantistica, sebbene forniti con riluttanza, hanno gettato le basi per il campo rivoluzionario. Tuttavia, lo scetticismo di Einstein nei confronti della meccanica quantistica è noto da tempo. La sua famosa osservazione secondo cui “Dio non gioca a dadi con l’universo” ha sottolineato il suo disagio nei confronti della natura probabilistica della fisica quantistica. Ma sulla scia delle recenti scoperte del calcolo quantistico, sembra che la fisica stessa stia ora dimostrando che Einstein si sbagliava.
I computer quantistici, a differenza dei computer classici, sfruttano i principi di sovrapposizione ed entanglement per eseguire calcoli su una scala senza precedenti. I computer tradizionali elaborano le informazioni in bit binari (0 e 1), mentre i computer quantistici utilizzano qubit, che possono esistere in più stati contemporaneamente. Questa capacità consente ai computer quantistici di risolvere problemi che richiederebbero milioni di anni ai supercomputer classici. Ma la rivelazione più rivoluzionaria? Il calcolo quantistico sta attivamente sfidando alcune delle idee fondamentali che Einstein un tempo riteneva immutabili.
Uno degli sviluppi più sorprendenti nell’informatica quantistica è la sua conferma dell’entanglement quantistico, qualcosa che Einstein derise notoriamente come “azione spettrale a distanza”. Questo fenomeno, in cui due particelle si collegano istantaneamente indipendentemente dalla distanza, sfidava la convinzione di Einstein nel realismo locale, l’idea che gli oggetti siano influenzati solo dall’ambiente circostante. Nel 2022, tre scienziati, Alain Aspect, John F. Clauser e Anton Zeilinger, hanno ricevuto il premio Nobel per la fisica per il loro lavoro nel dimostrare sperimentalmente l’entanglement quantistico, una contraddizione diretta con le aspettative di Einstein. Ora, i computer quantistici non solo stanno dimostrando la realtà dell’entanglement, ma lo stanno anche sfruttando per eseguire calcoli al di là della portata della fisica classica.
Di recente, il processore quantistico Sycamore di Google ha raggiunto la supremazia quantistica, ovvero ha eseguito in pochi minuti un compito che ai supercomputer classici richiederebbe migliaia di anni. Questa svolta ha dimostrato che la meccanica quantistica non è solo un quadro teorico, ma una scienza tangibile e applicabile che può rivoluzionare il calcolo, la scienza dei materiali, la crittografia e persino la comprensione fondamentale dell’universo. Inoltre, l’informatica quantistica consente ora ai fisici di simulare sistemi quantistici complessi, cosa che in precedenza era impossibile. Queste simulazioni stanno aiutando gli scienziati a sbloccare nuove intuizioni sulla fisica delle particelle, sui buchi neri e persino sulle origini dell’universo stesso.
Uno degli aspetti più sconcertanti di questi progressi sono le loro potenziali implicazioni per la relatività. Le teorie di Einstein descrivono lo spazio-tempo come un continuum fluido, ma la meccanica quantistica suggerisce che, a livello microscopico, lo spazio-tempo potrebbe essere composto da quanti discreti. Alcuni ricercatori ritengono che l’informatica quantistica potrebbe essere la chiave per risolvere il conflitto tra relatività generale e meccanica quantistica, portando a una teoria della gravità quantistica a lungo ricercata. Se avesse successo, questo sarebbe il pezzo finale del puzzle della fisica, qualcosa che Einstein ha trascorso i suoi ultimi anni a cercare ma non ha mai trovato.
Le implicazioni vanno oltre la scienza pura. Il calcolo quantistico ha già iniziato a sconvolgere la crittografia e la sicurezza informatica, costringendo gli esperti a ripensare la protezione dei dati nell’era digitale. I metodi crittografici classici si basano sulla difficoltà computazionale di fattorizzare numeri grandi, qualcosa che algoritmi quantistici come l’algoritmo di Shor possono risolvere esponenzialmente più velocemente. Governi e giganti della tecnologia sono ora in una gara per sviluppare una crittografia resistente ai quanti per salvaguardare le informazioni sensibili prima che i computer quantistici rendano obsoleti i sistemi attuali.
Quindi, Einstein si sbagliava davvero? Per molti versi, sì. Il suo disagio con la meccanica quantistica lo portò a resistere ad alcune delle sue previsioni più controintuitive, previsioni che ora sono state confermate sperimentalmente e praticamente attraverso l’informatica quantistica. Tuttavia, i dubbi di Einstein giocarono anche un ruolo cruciale nel far progredire il campo. Le sue critiche portarono a rigorosi test della meccanica quantistica, molti dei quali alla fine ne convalidarono i principi. Ironicamente, il suo scetticismo contribuì a consolidare proprio la teoria a cui si opponeva.
Il calcolo quantistico non sta solo cambiando la fisica, sta ridefinendo la realtà stessa. I confini tra il mondo classico e quello quantistico si stanno confondendo e, con ogni scoperta, siamo costretti a ripensare a ciò che sappiamo dell’universo. Mentre fisici e ingegneri continuano a spingere i limiti della tecnologia quantistica, una cosa è chiara: il futuro della fisica è arrivato e non segue le regole di Einstein.
