I qubit sfidano il tempo: superato un limite quantistico ritenuto invalicabile

Per decenni la fisica ha dato per scontato che anche i sistemi quantistici più estremi dovessero sottostare a un confine ben preciso quando si analizzano le correlazioni nel tempo. In altre parole, per quanto “strani” potessero essere, esisteva un tetto massimo alla relazione tra ciò che un sistema quantistico è stato, ciò che è e ciò che sarà. Un nuovo studio condotto da ricercatori in India e Polonia mette ora in discussione questa convinzione, mostrando che quel limite può essere superato in modo netto usando uno dei mattoni fondamentali delle tecnologie quantistiche: il qubit.

Il lavoro prende le mosse da un’idea formulata negli anni Ottanta dai fisici Anthony Leggett e Anupam Garg, che introdussero una disuguaglianza matematica per distinguere il comportamento classico da quello quantistico quando si effettuano misure in istanti diversi. Questa relazione, nota come disuguaglianza di Leggett-Garg, è sempre rispettata dai sistemi classici, mentre quelli quantistici possono violarla grazie a correlazioni temporali più forti. Tuttavia, anche nel mondo quantistico si riteneva esistesse un limite superiore invalicabile, chiamato limite temporale di Tsirelson.

Secondo la visione tradizionale, questo confine non poteva essere oltrepassato se un sistema evolveva nel tempo seguendo una singola dinamica ben definita. I ricercatori hanno però adottato un approccio radicalmente diverso: invece di imporre al qubit una sola evoluzione temporale, lo hanno lasciato evolvere in una sovrapposizione di più dinamiche incompatibili tra loro. È un’idea che non ha alcun equivalente nella fisica classica, ma che diventa possibile grazie alla sovrapposizione quantistica.

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