Il silicio sarà alla base anche dei futuri PC quantistici?

Alcuni scienziati sono riusciti a ottenere l'entanglement di tre qubit su un pezzo di silicio: un avanzamento consistente, che avvicina l'era dei computer quantistici.

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a cura di Alessandro Crea

I computer quantistici sono già qui, ma al momento sono prototipi molto limitati. Ci vorrà un po' di tempo prima che siano in grado di realizzare qualcosa di vicino al loro massimo potenziale, e sia possibile usarli nel modo in cui facciamo i normali computer. Quel momento è però ora un po' più vicino, poiché gli scienziati hanno realizzato il primo entanglement di tre qubit su un singolo pezzo di silicio, come descrivono nell'articolo pubblicato su Nature.

È la prima volta che viene fatto, e il materiale al silicio è importante: questo è ciò su cui si basa l'elettronica all'interno dei computer di oggi, quindi è un altro progresso nel colmare il divario tra il regno dell'informatica quantistica e quella classica. I qubit sono l'equivalente quantistico dei bit standard all'interno di un computer convenzionale: possono rappresentare più stati contemporaneamente, non solo un 1 o 0, che – in teoria – significa un aumento esponenziale della potenza di calcolo.

Oltre all'aumento della potenza di calcolo, l'aggiunta di più qubit significa una migliore correzione degli errori, una parte fondamentale per mantenere i computer quantistici abbastanza stabili da utilizzarli al di fuori dei laboratori di ricerca.

"L'operazione a due qubit è abbastanza buona per eseguire calcoli logici fondamentali", ha infatti spiegato il fisico quantistico Seigo Tarucha, dell'istituto di ricerca Riken in Giappone, "ma un sistema a tre qubit è l'unità minima per scalare e implementare la correzione degli errori".

Secondo i ricercatori inoltre il silicio rende anche più pratico scalare questi sistemi. Il processo prevedeva l'entanglement di due qubit per cominciare, in quello che è noto come un gate a due qubit - un blocco di costruzione standard dei computer quantistici. Quel gate è stato poi combinato con un terzo qubit con una fedeltà incredibilmente alta dell'88% (una misura di quanto sia affidabile il sistema).

Ciascuno dei punti di silicio quantistico contiene un singolo elettrone, con i suoi stati spin-up e spin-down che fanno la codifica. La configurazione includeva anche un magnete integrato, che consentiva di controllare ogni qubit separatamente utilizzando un campo magnetico. Di per sé, questo non metterà improvvisamente un computer quantistico sulle nostre scrivanie – la configurazione richiedeva ancora temperature ultra-fredde per funzionare, per esempio – ma insieme agli altri progressi costituisce senza dubbio un solido passo avanti.