Nella vita di tutti i giorni, gli eventi si verificano in un ordine preciso: la sveglia suona prima di svegliarti, o viceversa. Di conseguenza, tutti i momenti si susseguono in un ordine ben definito che vanno dal momento A, al momento B, in un assetto di “prima” e “dopo”. Ma, come tutti sappiamo, ciò che è semplice e immediato nella vita di ogni giorno, non lo è per la meccanica quantistica. Infatti, un nuovo esperimento dell’Università del Queensland a Brisbane, in Australia, condotto da Andrew White, mostra come delle particelle (in questo caso i fotoni) presentano più caratteristiche e risulta essere impossibile dire in quale ordine si verificano due eventi, cancellando la nostra nozione di buonsenso “prima” e “dopo”. Conosciuto come un interruttore quantico, l’installazione potrebbe fornire un utile nuovo strumento nelle tecnologie dell’informazione quantistica!

L’esperimento e un occhio al futuro

Un fotone è sia una particella che un’onda elettromagnetica che può essere polarizzata per divincolarsi orizzontalmente o verticalmente. I ricercatori hanno impostato, nell’esperimento, un loro percorso in modo tale che se il fotone è polarizzato verticalmente, per prima cosa prenderà il percorso sinistro e poi, tornando indietro e entrando nell’apparato attraverso una “porta” diversa, prenderà il percorso destro. Se il fotone è polarizzato orizzontalmente, prenderà la strada destra e poi la sinistra. Ma la meccanica quantistica consente al fotone di essere polarizzato in entrambi i modi contemporaneamente, rendendolo circolarmente polarizzato.Quando un fotone polarizzato in modo circolare entra nell’apparato, l’onda quantica che lo descrive si divide in parti polarizzate verticalmente e polarizzate orizzontalmente, e il fotone prende entrambi i percorsi contemporaneamente prima che le onde si uniscano nuovamente all’uscita dell’apparato. Quando il fotone ripete il viaggio, riprende entrambi i percorsi, anche se, ciascuna parte dell’onda quantica del fotone prende, ogni percorso una sola volta. È quindi impossibile dire in quale ordine il fotone ha intrapreso il percorso.

Questo può avere implicazioni importanti nelle comunicazioni perché, se una particella trasporta un messaggio attraverso due linee di trasmissione, il messaggio può arrivare al ricevente anche se le due linee di comunicazione sono compromesse. In tali dispositivi devono passare particelle attraverso canali quantici, come le fibre ottiche, che invariabilmente soffrono di rumore. Ma anche se due di questi canali sono troppo rumorosi per trasmettere le informazioni quantistiche, in teoria potrebbero essere modellati in un interruttore quantico per consentire il flusso delle informazioni.