L’8 aprile 2026 la rivista Physical Review X ha pubblicato uno studio del Los Alamos National Laboratory che aggira un principio rimasto in piedi per un secolo e mezzo: la freccia del tempo. Il gruppo ha costruito un protocollo di controllo quantistico che fa comportare un sistema come se il tempo scorresse all’indietro. E usa quel trucco per tirare fuori energia da un processo che finora sembrava poterla solo consumare: la misura. Da giugno la stampa scientifica racconta la stessa storia: il paradosso del demone di Maxwell è tornato. E stavolta non è più solo carta e penna.
Un demone nato per infastidire la fisica dell’Ottocento
Nel 1867 il fisico scozzese James Clerk Maxwell immaginò un essere minuscolo seduto davanti a un portello tra due camere piene dello stesso gas. Il demone apre il portello solo alle molecole veloci quando vanno da un lato, e solo a quelle lente quando vanno dall’altro. Nessuna spinta. Nessun lavoro meccanico. Eppure dopo un po’ una camera si scalda e l’altra si raffredda: una differenza di temperatura nata dal nulla, che sulla carta viola la seconda legge della termodinamica.
Per oltre un secolo i fisici hanno tappato il buco così: il demone, in realtà, lavora eccome. Deve osservare ogni molecola e tenere in memoria cosa ha visto, e cancellare quella memoria costa energia. Il conto tornava sempre. Il paradosso restava un esercizio da manuale, buono per gli studenti del primo anno di fisica. Fino a quest’anno.
Cosa ha fatto il laboratorio del New Mexico con il paradosso del demone di Maxwell
Il team di Los Alamos ha lavorato su qubit superconduttivi, i mattoni dei computer quantistici, raffreddati vicino allo zero assoluto dentro un criostato. Invece di limitarsi a misurare il sistema e subirne il disturbo, ha progettato un Hamiltoniano di controllo che imita in anticipo l’effetto di una misura. Con un ciclo di retroazione, i ricercatori scelgono se cancellare quell’effetto, amplificarlo o invertirlo. Il sistema si comporta come se la sua traiettoria scorresse a ritroso nel tempo.
Ed è qui che il paradosso del demone di Maxwell rientra in scena. Se la freccia del tempo locale si piega a comando, si può costruire un “demone quantistico” che non paga un conto energetico per informarsi sul sistema. Lo incassa. Recupera energia proprio dal processo di misura che di norma è solo una perdita.
Il paradosso del demone di Maxwell non riscrive le regole, ne sfrutta una crepa
Nessuna legge della fisica è violata: il costo energetico non sparisce, si sposta sull’apparato di controllo che genera e gestisce quell’Hamiltoniano su misura. Cambia solo dove viene speso il conto. Nei computer quantistici di oggi il rumore introdotto dalle misure è uno scarto puro, da minimizzare e buttare. Il protocollo di Los Alamos mostra che quello scarto, gestito con il controllo giusto, può diventare una risorsa. Un pezzo della logica dietro l’idea, ancora sperimentale, di batterie quantistiche capaci di riciclare energia dal proprio rumore di fondo.
La parte più scomoda per l’intuito è questa: qui l’ordine causale non è fisso come nella vita di tutti i giorni. Alla scala di un singolo qubit, con feedback abbastanza rapido, si decide se un disturbo verrà cancellato prima ancora che si manifesti del tutto. Una finestra stretta, valida solo dentro un sistema controllato al millikelvin e monitorato in continuo. Ma reale. Misurata, pubblicata, non un esperimento mentale.
Perché un esperimento del genere conta più della curiosità da tavolino
Il risultato ha già fatto il giro di testate come Scientific American e ScienceDaily, oltre alla pubblicazione originale su Physical Review X. Tocca due nervi scoperti insieme: la termodinamica, che pensavamo di conoscere da Boltzmann in poi, e l’informatica quantistica, che ha bisogno di modi nuovi per gestire il rumore delle misure senza sprecarlo. Se questi protocolli si scalassero oltre il singolo qubit, il sottoprodotto energetico di una misura potrebbe smettere di essere solo calore perso nel criostato.
Per ora resta un risultato di laboratorio, riproducibile ma lontano da qualunque applicazione commerciale. Maxwell aveva inventato il suo demone per mettere alla prova un’idea, non per costruirla. Centocinquantanove anni dopo, qualcuno lo ha tirato fuori dalla carta e lo ha messo dentro un cavo di controllo: in un laboratorio dove il portello tra le due camere di gas è diventato un impulso a microonde puntato su un pezzo di niobio raffreddato quasi a zero.
Lo studio completo, con i dettagli del protocollo di controllo e le misure sui qubit superconduttivi, è consultabile su Physical Review X.
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