Mi piace molto andare a fare escursioni: i sistemi di navigazione satellitare, come ad esempio il GPS e Galileo, mi aiutano a non perdermi.

È formidabile essere in grado di vedere la propria posizione sulla mappa con un margine di errore di solo qualche metro. Ciò sarebbe impossibile se i sistemi di navigazione satellitari non avessero gli orologi atomici. La natura quantica degli atomi garantisce l’estrema precisione di questi orologi, la quale si traduce in un minimo margine d’errore sulla nostra posizione.

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.​

Le strane proprietà della fisica quantistica mi hanno intrigato al punto che ne ho fatto l’oggetto della mia tesina. Non è facile trovare informazioni dettagliate su questo argomento, così ho contattato gli scienziati dell’ICFO, che mi hanno consigliato cosa studiare e mi hanno aiutato a chiarire molti dei miei dubbi. Non ho solo imparato molto sulle tecnologie quantistiche emergenti, ma il mio progetto ha anche vinto il premio al miglior progetto della scuola!

I risultati di una misurazione sono probabilistici. Ciò vuol dire che non abbiamo modo di sapere cosa accadrà quando misuriamo una singola particella. Tuttavia, possiamo calcolare accuratamente la probabilità di ogni possibile risultato.

Applicazioni: numeri casuali. Infatti questo è il solo modo per ottenere numeri del tutto casuali. I numeri aleatori vengono utilizzati in crittografia ed in simulazioni di sistemi complessi (es. mercato finanziario, predizioni meteorologiche, ecc.).

Quside, una start-up nata da ICFO, ha inventato un generatore di numeri casuali basato sulla fisica quantistica.

Le particelle quantistiche si comportano in modo simile alle onde della fisica classica, quindi potremmo creare delle tecnologie basate su fasci di materia (atomi), analoghe a quelle che già abbiamo per dei fasci di luce.

Esempi: laser, interferometri (dispositivi per misurazioni), lenti e specchi atomici, etc.

Il vantaggio è che questi dispositivi sarebbero molto sensibili alle perturbazioni gravitazionali e agli effetti inerziali, risultando utili, ad esempio, nella costruzione di accelerometri (sensori che rilevano cambiamenti di posizione, applicati in smartphones e tablet).

La fisica quantistica ha dato il via a una prima ondata di tecnologie -  laser e transistor.

Oggi possiamo controllare le particelle quantistiche a livello individuale e stiamo arrivando al punto di progettare tecnologie innovative senza precedenti (seconda rivoluzione quantistica): come il calcolo, la crittografia, i sensori e i simulatori quantistici.

Molti dei principi della fisica quantistica sfidano il buon senso (realismo - le particelle devono avere proprietà ben definite) o altre teorie fisiche (località - l’azione a distanza istantanea è impossibile). Per questo, molti fisici dubitavano che la física quantistica descrivesse completamente il mondo microscopico.

John Bell pose fine a questo dibattito filosofico ideando un esperimento che fosse in grado di escludere possibili teorie alternative che - contrariamente alla fisica quantistica - fossero reali e locali.

A partire dagli anni ’80, sono stati condotti molti esperimenti di Bell che confermarono la validità della teoria quantistica.

La scienza e la tecnologia hanno migliorato e continuano a migliorare la qualità della nostra vita. Tuttavia, esistono molte sfide importanti ed urgenti a cui la ricerca non è in grado di dare una risposta diretta e rapida. Forse dovremmo concentrare i nostri sforzi ed il nostro impegno sulla riduzione della disuguaglianza sociale, della disoccupazione, della fame e della povertà. Oppure scienza e tecnologia possono aiutare anche in questi settori?

È importante tenersi informati sui progressi scientifici, così da poter esprimere opinioni ponderate sulle notizie riportate dai mass media, dalla pubblicità, social network, ecc. per evitare raggiri od equivoci. ​

A volte, però, le informazioni provengono da fonti pseudoscientifiche di dubbia affidabilità. Come giostrarsi in questo mare di informazioni spesso dubbie?​

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.