L'entanglement quantistico è il meccanismo per cui tra due particelle o molecole che interagiscono si può creare un legame che rimane attivo anche quando vengono allontanate, e fa sì che, quando una delle due assume uno stato, questo venga replicato istantaneamente anche nell'altra. Si tratta di uno degli aspetti più controversi della meccanica quantistica, che Einstein rifiutò come «inquietante azione a distanza», ma della cui esistenza i fisici sono ormai convinti. Proprio in questi giorni un esperimento condotto a Vienna ha escluso di fatto una delle ultime possibilità teoriche che si trattasse di un fenomeno solo apparente. Si tratta quindi di una realtà, sulla quale gli scienziati intendono fondare tecnologie dal grandissimo potenziale come i computer quantistici. Resta un problema: l'entanglement si perde rapidamente nel caso ci sia del "rumore" dovuto, per esempio, alla presenza di altre particelle. Un esperimento italiano, però, ha dimostrato che questo non è sempre vero.

Realizzato da Marco Genovese, responsabile del programma di ricerca sull'ottica quantistica presso l'Inrim (Istituto nazionale di ricerca metrologica) di Torino, e descritto in un articolo pubblicato su «Nature», l'esperimento realizza per la prima volta la cosiddetta illuminazione quantistica, un concetto teorizzato nel 2008 dal fisico Seth Lloyd del Mit. Si tratta di una variazione sulla tecnologia del radar, cioè quella che permette di rilevare la presenza di un oggetto illuminandolo con un fascio di onde elettromagnetiche (in questo caso luce laser), e percependo un'eco di ritorno. Nell'illuminazione quantistica i fasci sono due, creati in modo che ciascun fotone di uno dei fasci sia in stato di entanglement con un fotone dell'altro. Uno dei due fasci è diretto verso un rilevatore di riferimento, mentre l'altro è puntato verso lo spazio di misura, nel quale vengono diffusi artificialmente dei disturbi luminosi.

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Illuminazione quantistica: il test/1

Illuminazione quantistica: il test/2

Normalmente, data la presenza dei disturbi, sarebbe impossibile distinguere l'eco di un piccolo oggetto, che verrebbe coperto dal rumore di fondo. Con l'illuminazione quantistica, però, è possibile filtrare il rumore, tenendo conto solo dei segnali che, a causa dell'entanglement, sono correlati con identici segnali sul fascio di riferimento. Una tecnica la cui efficacia è stata verificata dall'esperimento italiano. Questo metodo potrebbe in futuro essere usato per creare radar più precisi in quanto immuni dai disturbi, anche se il professor Genovese ammonisce che si tratta di risultati ottenibili solo in prospettiva: «Abbiamo dimostrato che si può ottenere un vantaggio attraverso la correlazione quantistica, ma l'utilizzo pratico è un'altra cosa». L'importanza dell'esperimento è soprattutto nell'aver dimostrato che l'entanglement può essere sfruttato anche in presenza di un rumore di fondo preponderante. «Questo può dare un'indicazione, sia pure indiretta, che anche nel calcolo quantistico, normalmente reso impossibile dalla presenza di rumore dovuto a interazione con l'ambiente, sia possibile superare il problema. Insieme a un gruppo inglese stiamo cercando di chiarire meglio tutte le implicazioni dell'esperimento».

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