Anniversari

I cento anni della meccanica quantistica: difficile e "necessaria", ha cambiato le nostre vite

Dai computer quantici alla cybersecurity, sono moltissime le tecnologie che ne sfruttano i principi per superare i limiti imposti dai sistemi elettronici "classici". Conferenza all’USI per celebrare l’evento

di Simone Pengue

Mettere assieme novanta persone di sabato pomeriggio per parlare di meccanica quantistica non è facile. Certo, non è neppure facile restare al passo degli esperti relatori, ma d’altra parte se dopo cento anni dalla sua nascita se ne continua a discutere con animo sorpreso e menti incantate, vuol dire che ne vale la pena. Questi cento anni sono stati celebrati dall’Università della Svizzera Italiana (USI) durante la conferenza Critycal Quantum Physics, che si è svolta il 7 febbraio nell’auditorium del Campus Ovest. Otto fisici si sono così susseguiti per toccare diversi aspetti di una delle più importanti teorie della nostra epoca, ancora densa di misteri nelle sue controintuitive caratteristiche, che nel suo “annus mirabilis” 1925 e in quelli immediatamente circostanti ha consolidato le proprie fondamenta grazie a geniali contributi teorici di, fra gli altri, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger e Louis de Broglie. 

Come spesso accade nei simposi firmati USI, il pubblico ha potuto rilassare la mente grazie a una serie di intermezzi musicali eseguiti magistralmente, questa volta, dal duo di violinisti dell’Orchestra della Svizzera Italiana Ekaterina Valiulina e Hans Liviabella. Un’atmosfera distesa, densa di passione, voglia di imparare e anche, ammettiamolo, qualche grattacapo, come è lecito aspettarsi di fronte al mondo infinitamente piccolo delle particelle che compongono l’universo (questo è l’orizzonte della meccanica quantistica).

L’USI, priva di un dipartimento di fisica, poco si avvicina a questi temi, ma celebrare la meccanica quantistica è tanto importante che la facoltà di Scienze informatiche si è ben prestata a fare gli onori di casa. Dopo il saluto del vicensindaco Roberto Badaracco, la conferenza è stata aperta da un intervento del decano della facoltà di informatica Marc Langheinrich, seguito da Stefan Wolf, professore di informatica dell’USI specializzato in informazione quantistica. L’evento, organizzato da Wolf e dal fisico Marco Femia, è stato il culmine di tre giorni di discussione presso la Facoltà Indipendente di Gandria, un gruppo culturale nato attorno a Wolf per affrontare criticamente temi scientifici e filosofici. «Ci mettiamo in un giardino a Gandria per discutere, come facevano gli antichi filosofi greci» - racconta il docente di informatica. Anche questa celebrazione, infatti, rientra nel programma di Crytical Philosophy (filosofia critica) della Facoltà Indipendente. «È importante riunire le persone per discutere di scienza - continua Wolf - perché c’è sempre anche un messaggio legato alla consapevolezza politica che la circonda». Durante il convegno è stato infatti ricordato dal ricercatore Flavio del Santo il ruolo dei fisici in contesti bellici, come lo sviluppo della bomba atomica, e la reazione diametralmente opposta di altri gruppi di scienziati nei decenni successivi, soprattutto nella California hippie degli anni Settanta e in contesti politici italiani di sinistra. 

NUMEROSISSIME APPLICAZIONI - La presenza nella società della meccanica quantistica è sempre più evidente con l’emergere delle tecnologie che ne sfruttano i principi per superare i limiti imposti dai sistemi elettronici o informatici attuali, generalmente detti “classici”. La cosiddetta “prima rivoluzione quantistica” nel Novecento ci ha permesso di sviluppare transistor e microprocessori per costruire i computer, celle fotovoltaiche e prodigi chimici. Oggi, invece, sta prendendo slancio la cosiddetta “seconda rivoluzione quantistica”, data dalla «possibilità di controllare le proprietà dei sistemi quantistici a livello di singola particella, che ha stravolto quanto possiamo fare - spiega Maria Bondani, ricercatrice del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) italiano e relatrice alla conferenza. - Oggi, gli stati quantistici ritenuti paradossali come sovrapposizione ed entanglement vengono utilizzati per applicazioni tecnologiche». Oltre a sensori sensibilissimi e orologi atomici dalla precisione ineguagliabile, la tecnologia che sta raccogliendo maggiore attenzione di governi e investitori è il computer quantistico. Grazie agli effetti quantistici dei suoi componenti fondamentali, questi dispositivi, ancora in via di sperimentazione, promettono di risolvere in brevissimo tempo problemi computazionali che con le attuali “macchine” sono inarrivabili per lo sviluppo, ad esempio, di nuovi farmaci, lo svolgimento delle simulazioni o l’addestramento dell’intelligenza artificiale, ma soprattutto per la sicurezza informatica. Infatti, i computer quantistici, attualmente allo stato di prototipi presso aziende come Google, IBM o Microsoft, saranno in grado di decifrare in pochissimo tempo i sistemi di sicurezza sui quali si basano oggi i sistemi di crittografia in uso nelle banche, enti pubblici e telecomunicazioni. Naturalmente, gli stessi principi potranno essere utilizzati per costruire sistemi di trasmissione-dati completamente sicuri, come quelli allo studio da parte dell’azienda ginevrina ID Quantique. «Da una parte - precisa Bondani - la meccanica quantistica può mettere fuori uso sistemi di sicurezza attuali, dall’altra parte ci dà metodi crittografici sicuri».

Eventi come Critycal Quantum Physics permettono anche alle persone meno esperte di comprendere le scoperte e le tecnologie contemporanee. «Nelle scuole, in particolare - commenta Bondani - è importante che si diffonda la conoscenza della meccanica quantistica e si aumenti la consapevolezza di cosa ci sia dietro alle tecnologie quantistiche, anche perché il mercato del lavoro in questo settore è in crescita». Proprio come lo è stato per lo sviluppo della bomba atomica, raccontato dal film di successo Oppenheimer, oggi i fisici e la comunità scientifica sono di fronte, per certi aspetti, a dubbi etici simili nell’ambito dell’intelligenza artificiale, potente ma potenzialmente pericolosa. «Siamo anche nel mezzo di una discussione politica e di una volontà politica di sviluppare o meno certe tecnologie - conclude Stefan Wolf. - Credo che la società debba essere molto consapevole delle tecnologie che sceglie di far entrare nella propria vita, influenzandola». La scienza d’avanguardia, quindi, dovrà essere affiancata da riflessioni umanistiche ed etiche, se non vorrà diventare facile preda di ciechi interessi economici e militari.