Duke, Google e QuEra hanno pubblicato quasi in parallelo tre esperimenti diversi che simulano lo stesso frammento di Big Bang: la nascita di nuove particelle di materia quando si spezza il legame tra due quark. Il gruppo dell'Università Duke guidato da Christopher Monroe lo ha fatto con soli 13 ioni intrappolati, e il risultato è uscito su Nature Physics, annuncio del Duke Pratt School of Engineering il 23 settembre 2026.
Cosa hanno fatto i 13 ioni intrappolati
Il fenomeno riprodotto si chiama string breaking. Nei modelli di teoria di campo, due cariche connesse da un tubo di forza si allontanano finché l'energia accumulata basta a materializzare una nuova coppia particella-antiparticella. In natura succede al Cern quando l'Lhc scaglia particelle a velocità prossima a quella della luce, oppure è avvenuto nei microsecondi successivi al Big Bang. Il team di Duke ha codificato questa dinamica in una catena di 13 ioni intrappolati e ha modulato le loro interazioni con impulsi laser calibrati. Il modello studiato è una teoria di gauge Z₂ in una sola dimensione spaziale più quella temporale, un reticolo unidimensionale che è il gradino più basso della scala di complessità e per questo il primo a essere alla portata dei simulatori quantistici attuali.
Tre piattaforme diverse, stesso risultato: perché conta davvero
La singolarità dell'annuncio non è nel risultato di Duke preso da solo, ma nel fatto che altri due gruppi hanno riprodotto lo stesso fenomeno con tecnologie hardware totalmente diverse. Google ha usato il chip Sycamore, basato su circuiti superconduttori a temperature vicine allo zero assoluto, con un approccio di simulazione digitale. QuEra Computing ha impiegato la macchina Aquila, che sfrutta atomi neutri Rydberg disposti in un reticolo a nido d'ape bidimensionale, con simulazione analogica. Duke resta l'unico dei tre a lavorare in una sola dimensione spaziale, mentre Google e QuEra hanno esplorato modelli in 2+1 dimensioni.
Il dettaglio che ridimensiona l'entusiasmo: la squadra di Monroe ha rifatto la stessa simulazione anche su un supercomputer tradizionale, ottenendo lo stesso risultato. Il quantum advantage, cioè quel regime in cui il computer quantistico calcola qualcosa che nessun supercomputer classico può replicare in tempi ragionevoli, sulla fisica delle particelle non è ancora arrivato. Ci si arriverà, scrivono gli autori, quando i simulatori scaleranno a 3+1 dimensioni e ai quark reali della cromodinamica quantistica. Oggi la fotografia è quella di una prova di concetto multi-piattaforma, non di una supremazia.
Dov'è l'Europa in questa corsa
Le tre piattaforme che hanno pubblicato sono tutte statunitensi. La collaborazione Duke coinvolge anche l'Università del Maryland, Oxford, Caltech, Cornell e KU Leuven, ma il baricentro industriale è chiaramente oltre Atlantico. In Europa la Commissione sta cercando di recuperare investendo su tredici aziende quantistiche selezionate, tra cui l'italiana Planckian che porta a Torino proprio il calcolo a ioni intrappolati, la stessa tecnologia usata da Duke.
L'esperimento Duke fa una cosa in più: mostra che una piattaforma da 13 qubit è già sufficiente per contribuire a un lavoro su Nature Physics. La barriera d'ingresso alla fisica quantistica fondamentale sta scendendo, e questo apre spazio a laboratori accademici europei che finora restavano ai margini della corsa hardware. La logica è la stessa che si è vista in altri ambiti in cui la simulazione ha anticipato l'osservazione diretta, dalla simulazione 3D usata per pianificare interventi complessi come nel caso del Bambino Gesù fino alle osservazioni al confine della biologia, come le cellule vive di un pesce antartico: il simulatore diventa uno strumento parallelo all'esperimento, non un suo surrogato.
Per chi studia fisica o informatica in Italia il messaggio operativo è che nei prossimi anni la simulazione quantistica sarà una competenza spendibile fuori dai poli statunitensi: bastano decine di qubit ben calibrati per fare fisica riproducibile. Le tre piattaforme di Duke, Google e QuEra non hanno ricreato il Big Bang, hanno mostrato che la simulazione quantistica sta uscendo dal laboratorio dimostrativo per entrare, un frammento alla volta, nella cassetta degli attrezzi della ricerca di base.