L'innovazione scientifica continua senza sosta, e il recente lavoro dei ricercatori dell'Università Aalto in Finlandia ne è una prova tangibile. Questo team di esperti ha pubblicato un documento che potrebbe rivoluzionare il campo del calcolo quantistico, grazie all'uso di un dispositivo in grado di superare un problema fondamentale: il rumore di fondo che inficia le misurazioni dei qubit.
I qubit sono l'unità di base della computazione quantistica, una tecnologia in grado di cambiare radicalmente il nostro approccio alla risoluzione di problemi computazionali estremamente complessi, dalle previsioni climatiche alla ricerca farmaceutica. Tuttavia, la misurazione precisa delle performance dei qubit è ostacolata dal Principio di Indeterminazione di Heisenberg, secondo cui l'osservazione di un sistema quantistico ne altera inevitabilmente lo stato.
Per superare questo ostacolo, il team finlandese ha ripreso in mano un vecchio strumento dell'800, il bolometro, adeguandolo alle esigenze della fisica moderna. La nuova versione, il "nanobolometro", lavora in un ambiente vuoto e a temperature prossime allo zero assoluto, permettendo di ridurre quasi completamente il rumore di fondo nelle misurazioni quantistiche.
L'ingegnosità dietro al bolometro risiede nella sua capacità di misurare piccolissime variazioni di temperatura grazie all'uso di un resistore, un materiale che cambia le proprie caratteristiche fisiche in risposta a variazioni di calore. Nella pratica, questo consente di rilevare con precisione estrema la performance dei qubit, evitando le distorsioni generate dall'Heisenberg Uncertainty Principle. Tradizionalmente realizzati in metallo, i bolometri moderni sono ora fabbricati con materiali superconduttori, che risultano essere molto più sensibili a minime variazioni di energia.
Questi dispositivi, utilizzando materiali innovativi come il grafene, promettono di incrementare ulteriormente la precisione delle misurazioni, spingendo la fedeltà dei qubit oltre il 99.9%. Una soglia che fino a poco tempo fa sembrava inarrivabile, ma che ora appare possibile da raggiungere grazie a questa nuova tecnologia.
Il team di ricercatori è ottimista riguardo al futuro della computazione quantistica: la semplificazione e l'incremento dell'efficienza nella fabbricazione e operatività dei "nanobolometri" apre la strada all'implementazione su larga scala di computer quantistici. Questi sistemi potrebbero gestire un numero di qubit significativamente più elevato rispetto a quanto permesso con le tecnologie attuali, superando uno dei maggiori ostacoli verso lo sviluppo di una computazione quantistica praticabile e efficace.
La ricerca continua, e mentre i nanobolometri stanno già dimostrando il loro potenziale, i ricercatori sono costantemente alla ricerca di miglioramenti e nuove soluzioni. L'avanzamento nel campo dei materiali superconduttori e l'esplorazione di nuove leghe e composti promettono di portare ancora più lontano i limiti della tecnologia quantistica.