L’uso della parola “quantistico” è diventato piuttosto banale. Esistono laptop quantistici, sensori quantistici e persino frigoriferi quantistici; la lista è infinita. Voglio dire, qual è il prossimo passo: le lavatrici quantistiche?
Se tutto lo spam quantistico ti ha lasciato esausto, il nuovo libro di Paul Davies, Quantistici 2.0: la strana fisica che guida una nuova rivoluzione nella tecnologiapotrebbe aiutare. Sì, il titolo contiene la parola q, ma per la migliore ragione possibile. Partendo da una breve panoramica di cosa significhi effettivamente “quantistico”, il libro spiega in un linguaggio semplice come la meccanica quantistica ha cambiato la scienza nel secolo scorso e come continuerà a farlo in futuro.
Paolo Davis è un fisico teorico e direttore del Past Middle for Basic Ideas in Science presso l’Arizona State College. Rinomato comunicatore scientifico, è autore di più di 20 libri su argomenti che vanno dall’origine della vita alla natura del tempo.
Gizmodo ha parlato con Davies della navigazione nel cosiddetto rumore quantistico e del modo migliore per comprendere il contributo della meccanica quantistica alla nostra comprensione dell’universo. La seguente conversazione è stata leggermente modificata per ragioni grammaticali e di chiarezza.
Gayoung Lee, Gizmodo: Quindi il titolo del libro è Quantistica 2.0. Ciò implica che esistesse un Quantistico 1.0. Cos’period Quantum 1.0? Qual è stato il punto di svolta che ci ha portato al Quantum 2.0?
Paolo Davis: Ottima domanda. Il termine tecnico per il ramo della fisica quantistica di cui stiamo parlando è meccanica quantistica, iniziata nel 1925. Questa è la teoria scientifica di maggior successo di sempre, perché spiega la natura della materia dalle particelle subatomiche fino alle stelle.
Ha portato anche advert alcune tecnologie molto familiari che sono alla base di gran parte del mondo moderno, advert esempio il laser, i microchip, le macchine per la risonanza magnetica e l’energia nucleare: il tuo cellulare è pieno di aggeggi quantistici.
Tutto ciò deriva da ciò che chiamiamo “Quantum 1.0”, ovvero la meccanica quantistica sviluppata 100 anni fa. Con il centenario dello scorso anno, l’UNESCO dichiarato Il 2025 sarà l’Anno internazionale della scienza e della tecnologia quantistica. È molto chiaro che c’è una rivoluzione quantistica completamente nuova che sta irrompendo su di noi.
E la distinzione è in realtà la seguente: con Quantum 2.0, è possibile manipolare singole particelle – elettroni o fotoni, per esempio – e scolpire i loro stati quantistici in modo che l’informazione sia effettivamente codificata nelle singole particelle stesse e non nei dispositivi più grandi, come transistor o gate.
Gizmodo: Con questa rivoluzione, oggi sembra che tutti attribuiscano il “quantistico” alle cose. Cosa significa veramente? Cosa rende qualcosa “quantistico”?
Davies: Beh, se non si tratta di un trucco commerciale, e generalmente lo è, allora, in passato, la gente di solito non diceva: “Devi fare una risonanza magnetica quantistica”, ma che utilizza la meccanica quantistica. Oppure non diresti: “Costruiremo una centrale nucleare quantistica”, però che utilizza i principi quantistici.
Con Quantum 2.0, “quantum” di solito è la firma di qualcosa che sfrutta il mondo subatomico. Non è solo un trucco. Significa manipolare la fisica quantistica in modi non banali [by utilizing concepts such as entanglement or superposition].
Gizmodo: A rigor di termini, gli effetti quantistici influenzano ogni cosa nell’universo. Ma sono spesso anche in conflitto con la realtà osservabile. Sembra che gli scienziati non sappiano esattamente come i due siano collegati. Tuttavia, se il Quantum 2.0 è qui, significa che stiamo usando queste idee oscure per creare cose tangibili.
Davies: La meccanica quantistica è piena di paradossi e concetti strani che semplicemente non si adattano al mondo di tutti i giorni. Nella vita di tutti i giorni abbiamo cose come tavoli e sedie che presumiamo esistano realmente indipendentemente dal fatto che li misuriamo o li guardiamo. Ma a livello atomico non è così.
Una particella come un elettrone semplicemente non ha un insieme completo di proprietà prima della misurazione. Se ti chiedi, prima della misurazione, la particella aveva davvero sia una posizione che un movimento? La risposta è che non puoi dirlo. Anche natura non sa quali proprietà avesse la particella.
La grande difficoltà è interfacciare quel mondo oscuro dei quanti, dove le cose non esistono in stati definiti e ben definiti, con il mondo quotidiano, dove tutto sembra un’unica realtà concreta. Anche dopo 100 anni, i fisici discutono su come interpretarlo. Rimane un problema in sospeso per la prossima generazione di fisici.
Gizmodo: Il tuo libro offre molti esempi di come la scienza quantistica abbia lasciato il segno nella scienza. Ce n’è qualcuno in particolare che vorresti evidenziare?
Davies: C’è un intero capitolo nel libro su biologia quantistica. Uno dei fondatori della meccanica quantistica, Erwin Schrödinger, si rese conto nel 1925 che nel giro di pochi anni la meccanica quantistica avrebbe potuto spiegare la natura della materia, dalle particelle subatomiche fino alle stelle. Ma la materia vivente sembrava avere le sue leggi. Per un fisico, la vita sembra un miracolo.
Nel 1943 Schrödinger tenne una serie di conferenze intitolate “Cos’è la vita?Sperava che la potente natura della meccanica quantistica potesse spiegare la stranezza della materia vivente. Ma period anche aperto alla possibilità che ci potesse essere qualcosa oltre la meccanica quantistica – qualche nuovo tipo di legge fisica, a suo dire – prevalente nella materia vivente.
Negli ultimi anni, le persone [are considering] effetti come la sovrapposizione e l’entanglement, o forse anche l’elaborazione dell’informazione quantistica, che si verificano negli organismi viventi. Io stesso sono un po’ scettico, ma è intrigante. Le capacità apparentemente miracolose della vita potrebbero in definitiva essere lo sfruttamento di una sorta di profonda meccanica quantistica?
Gizmodo: All’inizio del libro scrivi che la quantistica è la “scienza che ci ha dato l’intelligenza artificiale”. In che modo esattamente la meccanica quantistica ci ha dato l’intelligenza artificiale?
Davies: Ci sono due aspetti della questione. Uno è l’intelligenza artificiale come la conosciamo, ma l’altro è la possibilità di quella che io chiamo intelligenza artificiale quantistica, che rappresenterebbe un salto ancora più grande e ancora più dirompente.
Rispondiamo alla tua domanda iniziale. L’intelligenza artificiale è in realtà solo il risultato di un numero molto elevato di elaborazioni di informazioni molto rapide su scala molto ampia. Se ti sedessi e provassi a calcolare il numero di dispositivi quantistici coinvolti nell’intelligenza artificiale, ci sarebbero centinaia di componenti che dipendono fondamentalmente dalla meccanica quantistica attraverso i suoi principi.
Ma un’intelligenza artificiale quantistica avrà un tipo di coscienza molto diverso dalla nostra, perché vedrebbe tutte le realtà possibili contemporaneamente secondo la meccanica quantistica. Sarebbe in grado di vagare liberamente attraverso lo spazio delle infinite possibilità e in qualche modo catturare tutto questo nella sua mente in una volta. Quindi non sarebbe solo una supermente, ma una supermente veramente aliena.
Gizmodo: Passando a questa nota deliziosa, se Quantum 1.0 stesse abbozzando cose nel regno scientifico, e Quantum 2.0 stesse manipolando singoli sistemi quantistici, di cosa avremmo bisogno per arrivare a Quantum? 3.0? E dovremmo essere emozionati o terrorizzati?
Davies: Domanda interessante: non mi è mai stata posta questa domanda prima. Ma ciò che mi viene in mente immediatamente deriva dalla risposta che ho appena dato sull’intelligenza artificiale quantistica. Alcune persone sono entusiaste della possibilità di ciò che viene chiamato a interfaccia mente-macchina. Un esempio che trovo profondamente intrigante sono i caschi che puoi indossare con sensori magnetici quantistici al loro interno. Questi caschi possono misurare minuscoli e tremolanti campi magnetici nel cervello con una risoluzione molto elevata. Con un perfezionamento di questo, potrebbero letteralmente leggere i tuoi pensieri.
Quindi, Quantum 3.0 potrebbe essere il luogo in cui noi poveri osservatori umani, che siamo limitati a vedere solo una piccola frazione dell’universo, potremmo accoppiare in qualche modo il nostro cervello ai laptop quantistici. Quindi potremmo sondare queste altre possibili realtà accoppiando la coscienza umana alla coscienza quantistica.
E quello sarebbe il mio Quantum 3.0: terrificante e intrigante allo stesso modo. Ma penso che siamo ancora molto lontani dall’arrivare a questo risultato.
Gizmodo: Penso che questi esempi dimostrino quanto la scienza quantistica sia strettamente legata, filosoficamente parlando, a cose che definiscono la nostra umanità, come la coscienza o i desideri personali e intellettuali.
Davies: Non c’è dubbio che a partire dal 1900 circa—la parola “quantum” fu coniata nel 1899—c’period la sensazione che, sebbene non sapessimo tutto del mondo, in un certo senso ne comprendevamo i fondamenti concettuali, che il mondo è costituito da particelle materiali che esistono realmente.
Il grande shock della meccanica quantistica è che le osservazioni non rivelano la realtà. Creano la realtà. E’ una cosa molto strana. Sembra che l’atto di osservazione porti in essere la realtà concreta che osservi.
Ed è proprio ciò che hanno fatto 100 anni di meccanica quantistica. Ha trasformato la nostra comprensione di cosa significhi l’esistenza di qualcosa, cosa significhi che qualcosa abbia proprietà e la relazione tra l’osservatore e l’osservato: e queste sono questioni irrisolte. Non c’è consenso su come dargli un senso. Quindi, ancora una volta, è un lavoro per la prossima generazione di fisici.
Quantistici 2.0: la strana fisica che guida una nuova rivoluzione nella tecnologia è stato pubblicato nel Regno Unito il 29 novembre 2025 ed è ora disponibile in tutto il mondo a partire da febbraio 2026 tramite The College of Chicago Press.
