Il Nobel per la Fisica ai pionieri dell'informazione quantistica

Ad Alain Aspect, John Clauser and Anton Zeilinger

Redazione ANSA

Il Nobel per la Fisica 2022 è stato assegnato a Alain Aspect, John F. Clauser e Anton Zeilinger, pionieri dell'informazione quantistica.

Il francese Alain Aspect, l'americano John F. Clauser e l'austriaco Anton Zeilinger hanno ricevuto il Nobel per avere gettato le basi del futuro dell'informazione e delle comunicazioni: i loro esperimenti sul fenomeno chiamato 'entanglement', una sorta di abbraccio a distanza delle particelle, ha infatti aperto la strada ai potenti e velocissimi computer quantistici, misure più precise e crittografia a prova di hacker.

Alain Aspect, John F. Clauser e Anton Zeilinger dividono in parti uguali il Nobel per la Fisica 2022 in quanto le loro ricerche hanno contribuito nella stessa misura nel perfezionare esperimenti decisivi per trasformare la fisica quantistica da disciplina astratta in uno strumento concreto per applicazioni nel campo dell’informazione, del calcolo e delle comunicazioni.

Il più anziano ha 80 anni ed è l’americano John F. Clauser. Nato il primo dicembre 2022 a Pasadena, lavora per un’azienda privata, la californiana J.F. Clauser & Assoc. di Walnut Creek. Il suo esperimento più importante, del 1972, è stato il primo passo per dimostrare la teoria chiamata disuguaglianza di Bell, ossia a verificare in questo modo se il mondo reale obbedisce alle relazioni di disuguaglianza previste dal teorema di Bell: è stato il primo passo per dimostrare quella che allora era considerata un’impossibile azione a distanza fra le particelle chiamata entanglement.

A perfezionare questi esperimenti ha contribuito l’austriaco Anton Zeilinger (77 anni), dell’Università di Vienna e nato il 20 maggio 1945 a  Ried im Innkreis, e il francese Alain Aspect (75 anni), della Université Paris-Saclay e della École Polytechnique di Parigi e nato il 15 giugno 1947 ad Agen. 

Parisi, premio al teletrasporto dell'informazione quantistica
Un premio al teletrasporto dell'informazione quantistica e, più in generale alla meccanica quantistica e i grandi progressi fatti negli ultimi anni in questo campo: Il Nobel Giorgio Parisi commenta così il premio per la Fisica 2022. “I premiati sono tre grandi fisici, Aspect, Clauser e Zeilinger, che – osserva Parisi – si sono occupati di un aspetto importantissimo: il cosiddetto ‘entanglement’”, cioè il fenomeno quantistico per cui due particelle possono essere legate in un sistema più ampio, in cui la misura di una delle due parti influenza istantaneamente anche l’altra.

“L'entanglement è una delle proprietà della meccanica quantistica che portarono Einstein, Podolsky e Rosen a metterla in discussione e definirlo ‘paradossale’, nel 1935”, dice il Premio Nobel 2021. “Il paradosso venne risolto nel 1964 da John Stewart Bell, che dimostrò l’incompatibilità tra due dei tre principi sui quali era basato il fenomeno. I tre fisici premiati oggi hanno svolto esperimenti molto accurati sulla meccanica quantistica e sull’entanglement – continua Parisi – ad esempio Zeilinger è arrivato a manipolare sistemi sperimentando il teletrasporto dell’informazione quantistica”.

Il fisico italiano ricorda anche che Alain Aspect è stato eletto membro dell’Accademia dei Lincei già nel 2018: quindi anche in questo caso, come per il Nobel alla Medicina assegnato ieri a Svante Paabo, il Nobel è stato dato ad un socio dell’Accademia. Lo stesso era accaduto lo scorso anno proprio con Giorgio Parisi, ora vicepresidente.

Zoccoli (Infn),premio a potenza meccanica quantistica
Il premio Nobel per la fisica ad Alain Aspect, John F. Clauser e Anton Zeilinger "afferma la potenza della meccanica quantistica" e mostra "ancora una volta come la ricerca pura sia motore di innovazione e all'origine dei cambi di paradigma": lo afferma Antonio Zoccoli, presidente dell'Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn).
Il premio assegnato oggi "è un riconoscimento ad alcuni esperimenti pionieristici degli anni '70 e '80 del secolo scorso, che per la prima volta sono riusciti a verificare alcune relazioni proposte da John Stewart Bell nel 1964, dette disuguaglianze di Bell, permettendo di eseguire un test sperimentale diretto della meccanica quantistica", spiega Zoccoli.
"Ciò che è derivato da questi esperimenti è la prova che la meccanica quantistica è una teoria completa, a differenza di quanto riteneva Albert Einstein, che con un suo lavoro del '35 (il famoso articolo in cui veniva introdotto il paradosso EPR) apriva la strada a questa linea di ricerca grazie a quello che allora era un esperimento puramente mentale".
Gli esperimenti reali premiati oggi con il Nobel "rappresentano non solo una verifica della meccanica quantistica, ma anche l'inizio di un filone di ricerca sull'informazione quantistica che negli anni recenti sta portando allo sviluppo delle tecnologie quantistiche, dalla crittografia quantistica al teletrasporto, ai computer quantistici. Questo Nobel viene attribuito a lavori di fisica fondamentale che hanno prodotto sviluppi applicativi dalle prospettive rivoluzionarie - conclude il presidente dell'Infn - mostrando ancora una volta come la ricerca pura sia motore di innovazione e all'origine dei cambi di paradigma".

Iit e Infn con il Cern per le tecnologie quantistiche
L'Italia è in prima fila per trasformare in realtà il potenziale racchiuso nell'entanglement quantistico, quella sorta di abbraccio a distanza tra particelle che è valso il premio Nobel per la fisica ad Alain Aspect, John Clauser e Anton Zeilinger. L'Istituto italiano di tecnologia (Iit) e l'Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn) lavoreranno infatti a stretto contatto con il Cern di Ginevra per esaminare il pieno potenziale della tecnologia di calcolo quantistico emergente, condividendo l'accesso alla flotta cloud di Ibm con oltre 20 simulatori quantistici e computer.
"Il quantum entanglement è una bizzarra proprietà delle particelle elementari di influenzarsi a vicenda anche a distanze alle quali nessuna interazione, nemmeno la luce, riuscirebbe a trasportare un segnale fisico in tempo utile", spiega Sauro Succi, responsabile della linea di ricerca Mesoscale simulations all'Iit. Da questo abbraccio a distanza tra particelle può derivare "una grande varietà di applicazioni di enorme potenziale impatto sulla scienza e società, come crittografia, calcolo quantistico (potenzialmente molto più veloce dei più potenti calcolatori elettronici oggi in uso) per la progettazione di nuovi farmaci e tanto altro ancora", continua l'esperto.
"Realizzare questo potenziale richiede però il superamento di molti ostacoli, sia a livello software (algoritmi quantistici) che hardware (computer quantistici). Proprio in questo contesto, l'Iit, insieme a Infn, ha recentemente sottoscritto un accordo di ricerca col Cern nell'ambito della Quantum Technology Initiative di Ibm, ad oggi verosimilmente il più avanzato fornitore di computer quantistici". La Quantum Technology Initiative del Cern (Cern Qti) è un'iniziativa globale in ambito ricerca e sviluppo e di condivisione delle conoscenze, per lo studio delle applicazioni delle tecnologie quantistiche nell'ambito della fisica delle alte energie e non solo. Già pronta la roadmap che delinea il programma di ricerca per il medio e lungo termine.

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