L’entanglement quantistico: quando Einstein avrebbe detto “Spooky, ma utile”

L’entanglement quantistico

Dall’entanglement quantistico al calcolo computazionale del futuro: come la fisica più misteriosa sta riscrivendo il concetto di spazio, tempo e connessione, rivoluzionando tecnologia, scienza e società.

di Federico Zotta e Pierpaolo Ponzone —

Albert Einstein la definiva “spooky action at a distance” (azione spettrale a distanza), e se c’è una cosa che probabilmente non piaceva a Einstein, erano le cose “spettrali” e misteriose. Eppure, oggi l’entanglement quantistico non è solo un effetto stravagante e “spettrale” della fisica teorica: invece sta già riscrivendo la nostra percezione del tempo, dello spazio e persino della connessione tra le cose.

Immaginiamo due particelle gemelle separate da miliardi di chilometri che si comportano come se fossero un’unica entità. Se cambiamo qualcosa su una l’altra reagisce istantaneamente, senza nessun segnale a percorrere lo spazio tra loro. Un’azione che sfida il senso comune: niente ritardi, niente attese, niente distanza. E se fosse così per tutto ciò che esiste? Se il tempo e la separazione fossero solo illusioni della nostra percezione limitata?

Dimentichiamoci della classica visione Newtoniana del causa-tempo-effetto, è arrivata l’era dei super computer che calcoleranno rompendo le barriere stesse di tempo, spazio e materia per come le conosciamo. E se nei nostri computer potesse avvenire perfino il teletrasporto? In questo caso non sarebbe più fantascienza ma una grande rivoluzione.

La rivoluzione del calcolo quantistico distribuito. Oltre alla stranezza concettuale e filosofica, c’è una realtà molto pratica: l’entanglement è la chiave per la nuova era del calcolo. L’Università di Oxford ha dimostrato come il calcolo quantistico distribuito tramite teletrasporto per entanglement quantistico di informazioni possa risolvere il problema della parallelizzazione di più moduli di calcolo sfruttando la loro conseguente potenza combinata.

Se prima costruire un supercomputer quantistico era come cercare di mettere un’intera orchestra dentro un solo violino, ora possiamo collegare più moduli per creare una vera armonia d’ ensemble.

La vera potenza dei futuri computer quantistici non è solo una questione di velocità e potenza singola ma anche combinata: collegare dei computer quantistici non è infatti come legare assieme delle macchine da corsa e farle viaggiare alla loro massima velocità che rimarrà invariata rispetto alle performance delle vetture singole. È invece come se, una volta collegate, la loro velocità e stabilità non solo si sommasse, ma aumentasse in modo esponenzialmente enorme, superando qualsiasi limite immaginabile. È questo il vero salto di qualità.

Applicazioni reali: ricerca, finanza, medicina e governance

Questa rivoluzione può trasformare aree di interesse collettivo cruciali. La matematica e la statistica predittiva sostenute da una potenza quantistica di calcolo applicati ai più vari problemi potrebbero elaborare simultaneamente scenari infiniti, trovando pattern e correlazioni invisibili alla mente umana e quindi la loro soluzione.

Finanza, economia, ecologia, medicina, architettura, infrastrutture e telecomunicazioni sono settori in cui la potenza di calcolo è linfa vitale. Pensiamo alla medicina; una futura potenza di calcolo quantistico potrà’ elaborare enormi quantità di dati clinici, portando a diagnosi istantanee e cure su misura. Le simulazioni molecolari ad altissima precisione potrebbero rivoluzionare la ricerca farmaceutica, accelerando la scoperta di nuovi trattamenti e rendendo la medicina più predittiva e personalizzata.

Anche la gestione delle infrastrutture e delle risorse pubbliche potrebbe essere rivoluzionata. In futuro le città potrebbero diventare ecosistemi intelligenti, con traffico, consumi energetici e servizi pubblici ottimizzati in tempo reale. I sistemi nazionali e di governance potenziati dal calcolo quantistico potrebbero migliorare in efficienza.

Potremmo anche avere mercati più stabili, investimenti più sicuri e un’economia globale più equa e una risposta planetaria sinergica a catastrofi e situazioni di crisi.

Un altro settore cruciale è la cybersecurity, tema centrale nell’agenda politica del globo. Con minacce informatiche sempre più sofisticate, il calcolo quantistico potrebbe rendere le reti impenetrabili, proteggendo dati sensibili e prevenendo frodi digitali. La lotta al crimine informatico potrebbe compiere un salto epocale, mettendo fine a truffe tech sempre più complesse e riducendo il rischio di attacchi su larga scala.

L’internet quantistico, basato su comunicazioni ultrasicure e crittografie e algoritmi prima inconcepibili, potrebbe diventare la base di un mondo in cui sicurezza e privacy digitale sono garantite in modi oggi impensabili. La conoscenza e comprensione dell’Universo stessa potrebbe evolvere, superando quella dettata dai limiti delle nostre attuali tecnologie e strumenti empirici.

Oltre il tempo e la separazione

L’aspetto concettualmente più intrigante resta però la sfida alla nostra concezione del tempo e della realtà. Se due particelle possono comunicare istantaneamente a qualsiasi distanza, allora forse la nostra percezione lineare del tempo è solo un’illusione. L’idea che gli eventi siano separati e che la causa debba sempre precedere l’effetto potrebbe essere solo un limite della nostra mente. Questo cambierà non solo la scienza, ma anche il modo in cui concepiamo l’esistenza, la società e il senso stesso di identità.

Alla fine, quello che Einstein chiamava “spooky action at a distance” potrebbe non solo smettere di essere un mistero spettrale, ma diventare lo strumento che ci aiuterà a costruire e scoprire un futuro più stabile, più equo e, forse, persino più illuminato.