venerdì 11 maggio 2018

I giocatori di computer chiudono la "libertà di scelta scappatoia" dell'entanglement quantistico

The Big Bell Test Collaboration ha messo alla prova l'entanglement quantico con l'aiuto di circa 100.000 giocatori di computer in tutto il mondo. Gestito da un team internazionale di fisici, l'esperimento ha utilizzato le decisioni dei membri del pubblico per chiudere la "libertà di scelta scappatoia" in diversi test Bell - che mostrano che l'entanglement quantistico di due sistemi viola il realismo locale.
L'idea di entanglement quantico risale al 1935, quando Albert Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen fecero notare che due particelle quantiche possono trovarsi in uno stato in cui una misura su una particella colpisce istantaneamente l'altra - non importa quanto lontane possano essere. Questo intrico di particelle non può accadere nel mondo della fisica classica perché richiederebbe che le informazioni viaggino più velocemente della velocità della luce.

Correlazioni più forti

Da allora i fisici hanno dimostrato che l'entanglement può essere determinato osservando le correlazioni tra le misurazioni fatte sulle due particelle. Le particelle coinvolte hanno correlazioni molto più forti di quelle consentite dalla fisica classica: una proprietà che può essere sfruttata nei computer quantistici e in altre tecnologie quantistiche.

Nel 1964 il fisico nordirlandese John Bell calcolò notoriamente un limite superiore a quanto potessero essere forti queste correlazioni se fossero causate solo dalla fisica classica - ciò che è diventato noto come disuguaglianza di Bell. Correlazioni più forti potrebbero verificarsi solo se le particelle fossero impigliate - e confermando che l'entanglement in questo modo è stato soprannominato test Bell.
Esperimenti che utilizzano fotoni, ioni e altre particelle entangled hanno confermato che la disuguaglianza di Bell è effettivamente violata. Tuttavia, questi esperimenti sono afflitti da una o più lacune che potrebbero consentire effetti imprevisti della fisica classica per causare la violazione.

Scelte di misurazione

I test di campana di solito implicano la produzione di un numero elevato di coppie entangled e l'esecuzione di misurazioni casuali su determinate proprietà di particelle in ciascuna coppia. Ad esempio, può essere misurata la polarizzazione orizzontale o verticale di un fotone. Non ci possono essere correlazioni intrinseche nel modo in cui queste misurazioni vengono scelte - e l'incapacità di escludere completamente l'esistenza di tali correlazioni in un esperimento è definita la scappatoia della libertà di scelta.
Si scopre che questa scappatoia può essere chiusa se le scelte di misurazione sono fatte dagli umani, piuttosto che da generatori di numeri casuali. Ciò è stato fatto invitando le persone a giocare a un videogioco chiamato The Big Bell Quest, che ha coinvolto i giocatori premendo a caso i loro tasti "0" e "1". Il 30 novembre 2016 oltre 97 milioni di bit sono stati inviati a 13 diversi esperimenti di test Bell in tutto il mondo. Questi test utilizzavano una varietà di particelle e sistemi entangled inclusi fotoni, atomi e dispositivi superconduttori.
Oltre alla chiusura della scappatoia della libertà di scelta, la collaborazione ha anche dimostrato che i numeri casuali possono essere raccolti rapidamente da un gran numero di persone. Sono state inoltre sviluppate nuove tecniche di networking per consentire la partecipazione a livello mondiale a esperimenti di laboratorio.
I test Bell sono descritti in Nature .