L’esperimento di un team russo con il computer quantistico. «A livelli microscopici l’improbabile è possibile»
L’ annuncio del fisico russo Gordey Lesowik affascina perché smentisce le nostre certezze millenarie: «Abbiamo creato artificialmente uno stato che evolve in una direzione opposta alla freccia del tempo termodinamico». Siamo abituati allo scorrere del tempo. In una sola direzione. Gli scienziati (l’esperimento dei ricercatori del Moscow Institute of Phisics guidati da Lesovik non è il primo, anche se rappresenta un passo decisivo) ci spiegano che non è così. In teoria, e adesso anche in pratica. Lorenzo Maccone, fisico teorico dell’Università di Pavia che indaga gli aspetti del tempo rispetto alla meccanica quantistica e i cui studi vengono citati dal team russo, spiega con un esempio la questione. «Se è facile vedere un uovo che cade a terra e si spiaccica, nessuno ha mai potuto assistere al contrario. Ovvero a un uovo che si ricompone e ritorna sul tavolo. Secondo le leggi della fisica classica questo in realtà non è impossibile, ma altamente improbabile. Invece a livello microscopico è possibile: la freccia del tempo è reversibile, può andare in un senso e in quello contrario».
Caos e ordine
L’esperimento del gruppo di Lesovik, a cui hanno contribuito anche scienziati svizzeri e statunitensi, pubblicato sulla rivista Scientific Reports, ha utilizzato un computer quantistico Ibm, ovvero un elaboratore che si basa sui fenomeni tipici della meccanica quantistica, nel quale al posto dei bit dei nostri pc, gli elementi base dell’informazione sono i cosiddetti «qubit». I ricercatori hanno analizzando la posizione di un elettrone, passato da una fase in cui era localizzato a una in cui il sistema diventava più caotico e non era più individuabile. In un secondo tempo, grazie a un algoritmo, è stato compiuto il percorso inverso (la freccia del tempo si è invertita): l’elettrone dal caos è tornato a essere localizzato. Come se l’uovo spiaccicato fosse tornato intero sul tavolo.
La freccia del tempo
La conclusione sembra contraddire la seconda legge della termodinamica, che enuncia l’irreversibilità dei fenomeni fisici. Avverte il professor Maccone: «Non significa che si può viaggiare nel tempo. È solo un’inversione, il tempo continua ad andare avanti, ma l’elettrone evolve all’indietro. Gli studi che si stanno facendo, come quest’ultimo, sono molto interessanti; e nonostante alcune approssimazioni dovute a computer ancora allo stadio di prototipi, permettono di capire cosa succede a livello fisico. La grande domanda a cui si sta cercando di dare una risposta è appunto quella di spiegare questa apparente contraddizione tra il mondo che conosciamo e quello della meccanica quantistica».
Testare le macchine
Lesovik e il suo gruppo hanno osservato che i qubit tornavano al loro stato iniziale nell’85% dei casi quando erano in due, nel 50% quando erano tre. Un margine di imprecisione legato appunto a una tecnologia ancora all’inizio sebbene dalle grandi potenzialità. «L’importanza di queste ricerche — aggiunge Marco Genovese, responsabile del programma di ottica quantistica all’Istituto nazionale di ricerca metrologica di Torino — non è solo capire meglio come si sviluppa la freccia del tempo nei sistemi quantistici. Ma è anche quello di testare proprio i computer quantistici, in grado di fare in pochi secondi calcoli che per le macchine classiche sarebbero troppo complessi».
