Sono uno storico e docente universitario. Penso che si faccia molta pressione sugli scienziati affinché rendano velocemente applicabili le loro ricerche a beneficio della società. Ritengo che non dovremmo esigere risultati troppo presto, dovremmo piuttosto essere pazienti e continuare ad incoraggiare la ricerca. ​

Ad esempio, nonostante i principi teorici su cui si basano i laser fossero noti già nel 1917, il primo prototipo  venne realizzato appena negli anni '60. C’è voluto diverso tempo affinché si diffondesse e diventasse uno strumento tecnologico essenziale.​

Sto finendo la scuola superiore e devo decidere cosa fare in futuro. Mi sono sempre piaciute le scienze, ma non so che disciplina studiare all’università. Recentemente ho scoperto i progressi riguardanti  la fisica quantistica e mi sembrano molto promettenti. Non vedo l’ora di partecipare allo sviluppo della conoscenza scientifica! ​

In un certo senso, fare scienza è come esplorare un mondo tutto da scoprire.​

Sono un'esperta nel campo della sicurezza informatica. Al giorno d’oggi, praticamente tutta la nostra vita è connessa a internet: informazioni personali, dati finanziari, etc. Per salvaguardare la nostra privacy, abbiamo bisogno di sviluppare e migliorare le tecniche crittografiche in nostro possesso. ​

Mi preoccupa il fatto che i computer quantistici possano mettere a rischio la nostra sicurezza, ma è un sollievo sapere che la fisica quantistica ci fornisce gli strumenti per scambiare informazioni in modo sicuro, a prescindere da quanto siano e diventeranno potenti i computer quantici.​

Non si possono descrivere separatamente le proprietà di due particelle entangled, ossia correlate quantisticamente.​

Se si misura la polarizzazione di un fotone (il piano di oscillazione di un’onda elettromagnetica), anche la polarizzazione del fotone entangled sarà determinata istantaneamente!​

Si possono correlare in questa maniera solo particelle quantiche,che possono essere usate, per esempio, per teletrasportare informazione.​

Applicazioni: l’entanglement sta alla base della maggior parte delle nuove tecnologie quantistiche, come per esempio la computazione e la crittografia quantistica.​

Molte delle attuali  tecnologie sono basate su fenomeni che possono essere spiegati dalla fisica quantistica.​

Per esempio: i laser, i transistor, che sono alla base di moltissime apparecchiature elettroniche, la risonanza magnetica, le cellule fotovoltaiche, i LED, il GPS, eccetera.​

Tutte queste tecnologie, essenziali per la vita moderna, sono parte di quella che è nota come prima rivoluzione quantistica.​

Se tutto è costituito da particelle quantistiche (atomi, etc…), com’è che il mondo macroscopico non ha le stesse proprietà bizzarre delle particelle quantistiche?​

Il principio di corrispondenza afferma che il comportamento classico degli oggetti macroscopici è il risultato statistico del comportamento casuale di un numero elevato di particelle quantistiche.​

Non sappiamo ancora dove si trovi il confine tra teoria quantistica e teoria classica.​

Per inviare un messaggio crittografato, è necessario avere una chiave per cifrare e decifrare il messaggio. Il problema consiste nel fare in modo che mittente e ricevente condividano una chiave crittografica senza che essa venga intercettata.​

Grazie alla sovrapposizione e all'effetto della misurazione sui sistemi quantici, possiamo condividere le chiavi in sicurezza e a distanza.​

I protocolli quantici di distribuzione di chiavi riescono addirittura ad individuare la presenza di eventuali spie.​

Esistono diverse aziende (tra cui LuxQuanta, una startup nata dall’ICFO) che offrono sistemi crittografici commerciali basati sulla fisica quantica.​

In linea di principio, la fisica quantistica fornisce protocolli teorici che sono invulnerabili agli attacchi informatici. Ciò nonostante, alcuni scienziati sono riusciti a violare la sicurezza dei protocolli quantici esistenti a causa dei difetti nella loro implementazione. Data l’insita imperfezione di qualsiasi produzione umana, possiamo fare completo affidamento sulle previsioni teoriche riguardanti applicazioni tecnologiche?​

Molti sostengono che la conoscenza dovrebbe appartenere all’umanità intera. L’industria, d’altro canto, spesso si giunge allo sviluppo di nuove applicazioni pratiche compiendo grandi investimenti con il fine di avere un ritorno economico. Ciò si traduce nella privatizzazione del sapere.​

Come possiamo combinare interessi pubblici e privati nella ricerca scientifica?​

Le loro applicazioni in tutti i campi dell'attività umana cambieranno radicalmente le nostre vite, come hanno fatto tanto tempo fa l'elettricità e l'elettronica. Dobbiamo investire il più possibile nel loro sviluppo, affinché possano essere messi in commercio il prima possibile.

Non dobbiamo lasciarci ingannare da promesse illusorie. Abbiamo fatto molta strada con le tecnologie classiche e abbiamo ancora molta strada da fare: manteniamo l'attuale investimento nelle tecnologie quantistiche. Lasciamo che le persone esperte facciano il loro lavoro e continuino a fare ricerca, concentrandosi a mantenere e migliorare le tecnologie che già abbiamo.

La ricerca in fisica quantistica e le sue applicazioni sono positive, ma in questo momento abbiamo altri problemi molto più importanti e urgenti, come la fame, la povertà, le guerre e il terrorismo. Continuiamo a fare ricerche, ma investiamo i nostri soldi nella ricerca di soluzioni ai grandi problemi che la nostra società deve affrontare oggi.

Le tecnologie quantistiche sono molto promettenti, ma per poterle rendere efficaci è necessaria una solida comprensione dei loro fondamenti. Investire nella ricerca fondamentale è indispensabile: una migliore comprensione dei fondamenti della fisica quantistica porterà naturalmente allo sviluppo delle sue applicazioni.