Moneta sicura con la fisica quantistica?
Safe money with quantum physics?
Istituto Italiano per gli Studi Filosofici
Napoli - 8 aprile 2016, ore 17
Le Tavole Aperte includono ampio spazio per domande e discussione.
La Tavola Aperta si è conclusa con la premiazione degli studenti che si sono distinti nella Selezione Provinciale per le Olimpiadi della Fisica e degli studenti campani ammessi alla finale nazionale delle Olimpiadi di Astronomia
Scienziati a capotavola
Piero A. Bonatti
Università di Napoli "Federico II"
Informatico teorico. Tra i suoi principali interessi di ricerca, vi sono le politiche di sicurezza informatica e i meccanismi per aumentare la privacy online. Attualmente studia meccanismi di origine economica (come le aste) per incentivare il miglioramento della privacy sul Web, sfruttando la competizione tra diversi fornitori di servizi online.Inoltre studia come alcune tecniche di Intelligenza Artificiale possano essere usate per violare la segretezza delle informazioni, oppure per proteggerla. Il contesto di riferimento è il "Web semantico". Con questo termine si intende l'estensione del Web con dati ("metadati") che rendano il significato dei documenti pubblicati (pagine HTML, cartelle, immagini, ecc.) almeno parzialmente comprensibile ai calcolatori, allo scopo di migliorare la ricerca di informazioni e di permettere l'estrazione di informazioni implicite e sparpagliate su diversi siti, creando collegamenti tra di essi più sofisticati dei semplici link ipertestuali.
Steven Girvin
University of Yale, USA
Fisico teorico. Studia la meccanica quantistica di grandi insiemi di atomi, molecole ed elettroni come in superconduttori, magneti e transistor. Collabora con sperimentatori in fisica applicata nella costruzione di elementi di un circuito superconduttore che possa costituire la base per la realizzazione di un calcolatore quantistico.Tali calcolatori possono in linea di principio risolvere problemi praticamente impossibili per i calcolatori ordinari. Per costruirli è necessario creare dispositivi nanoelettronici retti dalla fisica quantistica in grado di isolare singoli atomi e singoli fotoni, nonostante i circuiti stessi siano macroscopici e quindi normalmente soggetti alle leggi della fisica classica. Oltre alle potenziali applicazioni pratiche, questa difficile sfida aiuterà a capire meglio le connessioni tra il microscopico mondo quantistico e quello macroscopico dell'esperienza quotidiana.
Sintesi
C’era una volta solo il ”baratto”, ossia lo scambio diretto di oggetti. Era una grossa limitazione per il commercio. Fu così inventata la “moneta”, consistente in oggetti o documenti garanti di un valore espresso in “denaro”. Si noti la differenza concettuale tra moneta come mezzo di scambio e il danaro come misura del suo valore. Le monete più antiche sinora ritrovate risalgono al VII-VI secolo a.C..
L’uso di monete d’oro, d’argento o di altri metalli preziosi garantiva un valore intrinseco. L’evoluzione della moneta portò a assegnarle un valore simbolico, come è tuttora. Verso la fine dell’Ottocento si giunse a garantire il valore simbolico mediante riserve in oro in possesso delle autorità monetarie. Dopo la crisi del 1929, il governo statunitense protesse il sistema bancario esonerandolo dal dover soddisfare le richieste di conversione in oro dei depositi. Nel 1944, con gli accordi di Bretton Woods solo il dollaro fu vincolato alla conversione in oro. Vennero anche costituiti il Fondo Monetario Internazionale e la Banca Mondiale. Nel 1971 gli Stati Uniti abrogarono unilateralmente gli accordi relativi alla conversione in oro.
Il processo di smaterializzazione del denaro sta continuando con la “moneta elettronica”, avente “un valore monetario rappresentato da un credito nei confronti dell'emittente che sia memorizzato su un dispositivo elettronico”. Raffinatissime tecniche informatiche di "crittazione" (codificazione segreta) dell'informazione rendono le transazioni praticamente sicure.
Il valore simbolico della moneta rende infatti cruciale il problema della falsificazione e in generale della sicurezza. Nella moneta correntemente utilizzata - cartacea o elettronica che sia - esso viene affrontato con raffinatissimi accorgimenti tecnici, senza tuttavia azzerarlo totalmente. Su questo si innestano le leggi quantistiche, che con le loro singolari proprietà ne danno una soluzione in linea di principio assolutamente radicale.
Le moneta quantistica è costituita da un certo numero di "bit quantistici” (detti "qubit") collegati allo stato di un sistema quantistico. Le leggi quantistiche ne garantiscono l'unicità e la non-replicabilità. Solo la banca emittente conosce lo stato dei qubit e secondo le leggi quantistiche ogni tentativo di "leggerli" li modifica irreversibilmente. Per le sue stesse leggi fisiche, la moneta quantistica è assolutamente sicura, mentre la contraffazione di ogni altra moneta può essere resa molto difficile ma mai impossibile. Il fatto che i qubit non possano essere copiati senza modificarli previene anche radicalmente la possibilità di duplicare una moneta per utilizzarla più volte.
In sostanza, la moneta quantistica è a priori totalmente protetta dalle leggi quantistiche. La sua realizzazione rappresenta una sfida tecnologica e implica anche un progresso nella comprensione dell’affascinante tematica scientifica consistente nell’estensione della fisica quantistica dal suo usuale dominio di sistemi microscopici quali atomi e molecole al dominio macroscopico di dispositivi elettronici. C'è di che soddisfare sia la passione del fare che quella del conoscere.
Il contesto Scuola - Università - Ricerca
Tavola Aperta coordinata con la 12th Capri Spring School on Transport in Nanostructures (Anacapri, 10-17 aprile 2016) organizzata da:
Freiburg Institute for Advanced Studies, University of Freiburg (Germany)
Swiss Nanoscience Institute, University of Basel (Switzerland)
City University, London (United Kingdom)
Donostia International Physics Center, San Sebastián (Spain)
Heinrich Heine University, Düsseldorf (Germany)
Associazione Scienza e Scuola
Università di Napoli Federico II
Comune di Anacapri
Un grazie per tutti i contributi, dati in vari modi con motivazione e professionalità. In particolare:
Paolo Mastroserio - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Maria Esposito e Giuliana Galati - Univ. di Napoli "Federico II"
Le Casa Editrici Arte'm e Zanichelli per l'offerta dei premi agli studenti che si sono distinti alla selezione per le Olimpiadi della Fisica e dell'Astronomia