In uno studio innovativo pubblicato sulla rivista Nature, un team di scienziati dell’Università di Vienna e dell’Accademia austriaca delle scienze ha dimostrato l’esistenza di un’entropia di entanglement quantistico. Questa scoperta sfida la tradizionale comprensione dell’entropia come misura del disordine e ha profonde implicazioni per i fondamenti della meccanica quantistica e della teoria dell’informazione quantistica.

L’entropia, un concetto fondamentale in fisica, misura la quantità di disordine o casualità in un sistema. Maggiore è l’entropia, più disordinato è il sistema. Nella fisica classica, l'entropia è associata al numero di possibili disposizioni o microstati di un sistema e aumenta con il numero di gradi di libertà. Tuttavia, nel regno quantistico, l’entropia assume un carattere più profondo e sfuggente.

Una delle caratteristiche chiave della meccanica quantistica è l’entanglement, un fenomeno in cui le particelle diventano intimamente connesse in modo tale che i loro stati non possono essere descritti in modo indipendente. L’entanglement dà origine a un tipo di correlazione non classico che sfida la nozione classica di località. Lo studio dell’entanglement è diventato centrale nella teoria dell’informazione quantistica e ha implicazioni per l’informatica quantistica, la crittografia e altre tecnologie emergenti.

Nel loro studio, i ricercatori hanno sviluppato un quadro per quantificare l’entropia dell’entanglement quantistico. Hanno considerato un sistema di due qubit, l’unità base dell’informazione quantistica, che può essere entangled in vari modi. Sfruttando una tecnica matematica nota come tomografia dello stato quantistico, sono stati in grado di ricostruire lo stato quantistico dei qubit entangled e calcolare la loro entropia di entanglement.

I risultati dell’esperimento hanno rivelato che l’entropia dell’entanglement aumenta con il grado di entanglement tra i qubit. Ciò significa che quanto più entangled sono i qubit, tanto maggiore è l’entropia del sistema. Questo comportamento contraddice la nozione classica di entropia, che tipicamente diminuisce man mano che un sistema diventa più ordinato.

La scoperta di un’entropia dell’entanglement quantistico sfida la tradizionale comprensione dell’entropia e apre nuove strade per la ricerca sui fondamenti quantistici e sulla teoria dell’informazione quantistica. Sottolinea inoltre la natura profonda e controintuitiva della meccanica quantistica, dove concetti come l’entropia assumono significati nuovi e inaspettati.