Credito:Università dei Paesi Baschi
Completare un compito lentamente e con attenzione può fornirci un prodotto di alta qualità. Può essere riassunto dal popolare adagio "facile lo fa". Ma cosa succede se si deve pagare un prezzo alto per la lentezza? Il tempo è una risorsa scarsa e, inoltre, un buon risultato non è garantito, poiché potremmo essere facilmente disturbati o interrotti da vari argomenti ed eventi se impieghiamo troppo tempo. Quindi è chiaro che spesso ci interessa fare le cose bene ma anche in fretta. Un adagio contraddittorio ce lo illustra ancora una volta:"breve e dolce". Questa nozione quotidiana può essere applicata anche nei laboratori di fisica e soprattutto nella manipolazione di sistemi, come atomi naturali o artificiali, che fisici e ingegneri utilizzano per cercare di creare nuove tecnologie quantistiche progettate per effettuare calcoli attualmente impossibili; o per raggiungere in sicurezza, comunicazioni a prova di spionaggio, sensori con sensibilità senza precedenti, e misurazioni ultraprecise del tempo e di altre grandezze fisiche.
Nel mondo quantistico i processi 'adiabatici' sono quelli in cui i controlli del sistema vengono modificati lentamente. Sebbene siano molto diffusi nella creazione o nel cambiamento di stato senza eccitare il sistema che intendiamo controllare, sono affetti dagli stessi problemi di cui al paragrafo precedente:mancanza di tempo e notevole probabilità di essere disturbati. Sono problemi seri in questo contesto poiché gli stati del sistema quantistico tendono ad essere molto delicati, si degradano rapidamente e perdono quelli molto preziosi, strane proprietà quantistiche, come la possibilità di esplorare più percorsi contemporaneamente. A peggiorare le cose, in un periodo di tempo eccessivamente lungo un atomo può finire per sfuggire alla trappola che lo contiene.
Le "scorciatoie adiabatiche" sono tecniche atte ad aggirare le difficoltà appena accennate:si tratta di ottenere gli stessi risultati dei processi adiabatici lenti ma in tempi brevi. Il termine è apparso per la prima volta nel 2010 in un articolo pubblicato su Lettere di revisione fisica da ricercatori dell'UPV/EHU con collaboratori provenienti da Germania e Francia. Da allora, queste idee sono state sviluppate dagli autori dell'articolo e da molti altri gruppi e sono stati condotti molti esperimenti con tutti i tipi di sistemi quantistici. Il fatto che solo nel 2018 le scorciatoie siano state menzionate o utilizzate in oltre 1, 500 articoli danno un'idea della crescita esponenziale delle applicazioni. Il concetto di "adiabaticità scorciatoia" si è diffuso anche oltre il dominio quantistico verso campi come l'ottica, produrre dispositivi più compatti; o ingegneria dove, sorprendentemente, può abilitare una gru meccanica, Per esempio, da accelerare senza compromettere la sicurezza.