Il salto dalla ricerca accademica alla produzione industriale rappresenta spesso il momento più critico per qualsiasi tecnologia emergente, e il quantum computing non fa eccezione. Una startup australiana nata dall'Università del New South Wales, Diraq, ha appena dimostrato che i suoi chip quantistici mantengono prestazioni eccezionali anche quando vengono prodotti nelle fabbriche di semiconduttori, aprendo concretamente la strada verso computer quantistici commercialmente sostenibili. Il risultato, ottenuto in collaborazione con l'istituto europeo imec, segna un punto di svolta per un settore che finora aveva brillato principalmente nei laboratori di ricerca.
L'accuratezza che conta: il 99% come soglia del successo
La sfida principale nel quantum computing risiede nel mantenere quella che gli esperti chiamano fidelity, ovvero la precisione con cui i qubit - l'unità base dell'informazione quantistica - eseguono le operazioni. Andrew Dzurak, professore di ingegneria alla UNSW e fondatore di Diraq, spiega che fino ad ora nessuno era riuscito a dimostrare che l'accuratezza ottenuta in laboratorio potesse essere replicata in un ambiente di produzione industriale. I chip progettati da Diraq e fabbricati da imec hanno raggiunto oltre il 99% di precisione nelle operazioni che coinvolgono due qubit simultaneamente.
Questo traguardo, pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature il 24 settembre, rappresenta molto più di un semplice successo tecnico. Si tratta del requisito fondamentale per raggiungere quella che viene definita utility scale, il punto in cui il valore commerciale di un computer quantistico supera i costi operativi.
La corsa verso l'utilità commerciale
L'obiettivo della utility scale non è solo un traguardo accademico, ma il parametro chiave stabilito dalla DARPA americana attraverso la Quantum Benchmarking Initiative. Questo programma valuta se Diraq e altre 17 aziende selezionate riusciranno a sviluppare computer quantistici realmente utili dal punto di vista commerciale. Per superare questa soglia, sarà necessario gestire milioni di qubit, una sfida che richiede non solo precisione tecnica ma anche sostenibilità economica nella produzione.
La scelta del silicio come base per i chip quantistici di Diraq si rivela particolarmente strategica. Questo materiale, già protagonista dell'industria dei semiconduttori da decenni, permette di concentrare milioni di qubit su un singolo chip sfruttando le tecnologie di produzione già esistenti. Come sottolinea Dzurak, questa compatibilità con l'industria dei microchip da mille miliardi di dollari apre "un percorso economicamente vantaggioso verso chip contenenti milioni di qubit, massimizzando al contempo la fedeltà".
Dai transistor ai qubit: l'evoluzione dell'industria
La collaborazione tra Diraq e imec aveva già dimostrato in precedenza che i qubit prodotti con processi CMOS - la stessa tecnologia utilizzata per i chip dei computer tradizionali - potevano raggiungere il 99,9% di accuratezza nelle operazioni con un singolo qubit. Tuttavia, le operazioni più complesse che coinvolgono due qubit contemporaneamente, cruciali per raggiungere l'utility scale, non erano mai state testate in ambiente di produzione industriale.
Il successo di questi test industriali dimostra che i computer quantistici basati su silicio possono essere costruiti sfruttando un'industria dei semiconduttori già matura e consolidata. Questo approccio promette di rendere la tecnologia quantistica non solo più accessibile economicamente, ma anche più rapidamente scalabile rispetto ad altre piattaforme qubit attualmente in sviluppo.
Verso computer quantistici fault-tolerant
L'importanza di questi risultati va oltre il semplice miglioramento delle prestazioni. Come evidenzia Dzurak, questo traguardo "spiana la strada allo sviluppo di un computer quantistico completamente fault-tolerant e funzionale, più economico di qualsiasi altra piattaforma qubit". La capacità di produrre qubit ad alta fedeltà utilizzando processi industriali standard rappresenta infatti il prerequisito per costruire macchine quantistiche capaci di risolvere problemi attualmente impossibili anche per i supercomputer più avanzati.
La fragile natura degli stati quantistici richiede infatti milioni di qubit per correggere gli errori inevitabili, rendendo essenziale una produzione su larga scala economicamente sostenibile. Con questi risultati, Diraq dimostra che il quantum computing sta finalmente uscendo dai laboratori per entrare nell'era della produzione industriale.
