Il dipartimento di fisica dell’Università di Trento ha ospitato uno dei pochi gruppi di ricerca in Europa a collaborare con il computer quantistico di Google, un’iniziativa che ha avuto luogo tra il 2020 e il 2021. Questo progetto, parte del Quantum Artificial Intelligence Lab, ha portato a importanti scoperte pubblicate sulla rivista scientifica Nature Physics. Il focus della ricerca è stato l’analisi delle interazioni fondamentali tra particelle subatomiche, un campo cruciale per la fisica moderna.
La collaborazione con Google
La collaborazione tra il team dell’Università di Trento e Google è stata fortemente voluta da Philipp Hauke, fisico teorico con esperienza internazionale, che ha iniziato a lavorare in Italia nel 2019. Dal 2023, Hauke ricopre un ruolo da professore ordinario di Fisica teorica delle interazioni fondamentali presso l’ateneo trentino. Durante il progetto, i ricercatori hanno effettuato le loro esperienze utilizzando il computer quantistico attraverso collegamenti remoti, il che ha comportato sfide e opportunità uniche nel condurre quelle che sono considerate simulazioni avanzate.
Il computer quantistico, che occupa lo spazio di un armadio, si è dimostrato tra i più potenti al mondo nel suo tempo. Hauke e il suo team hanno lavorato con esperti provenienti da vari centri di ricerca, inclusi Julius Mildenberger e altri ricercatori di Google Quantum AI. L’esperienza multisettoriale ha permesso al gruppo di mettere in atto un’analisi complessa che richiedeva risorse computazionali all’avanguardia.
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Scoperte nel campo delle interazioni particellari
Uno degli aspetti principali della ricerca è stata l’indagine delle modalità di interazione tra elettroni, positroni e, in una fase futura, quark e gluoni. Gli scienziati sanno che gli strumenti classici hanno delle limitazioni, riuscendo a risolvere la dinamica di al massimo 40 particelle. Invece, il computer quantistico ha il potenziale per analizzare sistemi naturali di dimensioni esponenzialmente superiori, aprendo la porta a scoperte potenzialmente rivoluzionarie nella fisica delle particelle.
Hauke, illustrando l’importanza del lavoro, ha sottolineato che la ricerca non è solo di interesse accademico; essa potrebbe, infatti, tradursi in applicazioni pratiche. Nel lungo termine, i risultati ottenuti attraverso queste simulazioni potrebbero avere ripercussioni significative in settori come quello industriale — per lo studio e la realizzazione di nuovi materiali — e quello farmaceutico, in particolare per l’analisi delle composizioni chimiche e delle interazioni molecolari.
Implicazioni future della ricerca
La ricerca condotta dal gruppo coordinato da Hauke rappresenta un esempio emblematico della potenzialità del computer quantistico in ambito scientifico. Le possibilità offerte dall’utilizzo di queste tecnologie non si limitano solo alla fisica; esse possono estendersi a diversi campi della scienza e industria.
L’analisi delle interazioni subatomiche tramite simulazioni quantistiche non è solo un traguardo tecnico, ma anche una chiave per l’apertura verso nuove frontiere della conoscenza. La capacità di affrontare sistemi complessi potrebbe, col tempo, rivoluzionare la nostra comprensione della materia e condurre a innovazioni tecnologiche e scientifiche.
In questo contesto, l’interazione tra istituzioni accademiche e giganti della tecnologia come Google sarà fondamentale per alimentare ulteriormente la ricerca e i progressi. La sinergia tra l’Università di Trento e il Quantum Artificial Intelligence Lab promette di continuare a produrre risultati di grande valore, posizionando l’Italia come un attore fondamentale nel panorama della fisica quantistica in Europa.