Il santo Graal quantistico

Lo sapevate che il gatto di Schrödinger poteva essere sia morto che vivo? Non sto scherzando; Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger, colui che potremmo definire uno dei padri fondatori della meccanica quantistica, per esemplificare le possibilità che il mondo quantico da a disposizione nel mondo macroscopico definì proprio il cosiddetto “paradosso del gatto di Schrödinger”.
Il paradosso recita così: “Si rinchiuda un gatto in una scatola d’acciaio insieme con la seguente macchina infernale (che occorre proteggere dalla possibilità d’essere afferrata direttamente dal gatto): in un contatore Geiger si trova una minuscola porzione di sostanza radioattiva, così poca che nel corso di un’ora forse uno dei suoi atomi si disintegra, ma anche in modo parimenti verosimile nessuno; se ciò succede, allora il contatore lo segnala e aziona un relais di un martelletto che rompe una fiala con del cianuro.”
Ora rispondete a questa domanda: il gatto è vivo o è morto dopo un ora in cui si è lasciato a se stante il sistema?
Il buon senso ci spingerebbe a rispondere che il gatto è o vivo o morto e uno dei due stati esclude l’altro. Bene, secondo la meccanica quantistica, nel momento in cui chiudiamo la scatola il gatto è “vivo e morto”.
Questo non perché ci sia un trucco nella scatola che ci permette di giungere a questo risultato ma per un principio base della fisica quantistica conosciuto come sovrapposizione di stati.
Tale principio afferma pressapoco quanto segue: nel momento in cui si sospende l’osservazione di un sistema (dove per osservazione si intende ogni forma di interazione con l’esterno) ciascuno degli stati che può assumere il sistema è assunto contemporaneamente a tutti gli altri.
È proprio questo il principio che diede la luce all’idea dei computer quantistici, queste macchine esoteriche che dovrebbero cambiare completamente il nostro modo di intendere l’informatica. Tuttavia se i computer quantistici potessero risolvere tutte le classi di problemi esistenti il nostro mondo sarebbe molto diverso: potremmo chiedere loro di individuare delle regolarità nel mercato azionario, o dei dati meteorologici, o dell’attività cerebrale.
Sarebbe possibile far estinguere i matematici perché si potrebbe loro richiedere di valutare ogni possibile dimostrazione e confutazione di congetture, diciamo di un miliardo di simboli, e valutarne la correttezza.
Molto probabilmente se avessimo la possibilità di costruire delle simili macchine potremmo già vedere negli scaffali dei nostri negozi i motori a curvatura o gli scudi antigravitazionali.
La realtà è molto diversa ed è la seguente: i computer quantistici sono in grado di risolvere una determinata classe di problemi in maniera molto efficiente e sono anche in grado di risolvere tutti i problemi che i computer classici sanno risolvere anche con una maggiore velocità, ma non saranno mai in grado di risolvere tutti i problemi esistenti.
Ma partiamo dall’inizio: cos’è un computer quantistico?