Gli scienziati finalmente creano un circuito quantistico su scala atomica

Il processore apre enormi opportunità. Credito immagine: Università del New South Wales, Silicon Quantum Computing

I ricercatori australiani hanno annunciato la produzione di un circuito quantistico su scala atomica, sostenendo che integra tutti i componenti necessari di un chip per computer classico ma su scala molto, molto più piccola.

Una volta assemblato, il minuscolo processore è stato in grado di completare un compito difficile che i computer classici faticano a completare, segnando una svolta significativa nella ricerca del calcolo quantistico scalabile e pratico.

“Questa è una svolta importante”, afferma Michelle Simmons AO, fondatrice di Silicon Quantum Computing (SQC), in una dichiarazione.

“I computer classici di oggi faticano a simulare anche molecole relativamente piccole a causa del gran numero di possibili interazioni tra gli atomi. Lo sviluppo della tecnologia dei circuiti su scala atomica di SQC consentirà all’azienda e ai suoi clienti di costruire modelli quantistici per una gamma di nuovi materiali, siano essi prodotti farmaceutici, materiali per batterie o catalizzatori. Non passerà molto tempo prima che possiamo iniziare a realizzare nuovi materiali che non sono mai esistiti prima”.

Pubblicato su Nature, la creazione di un circuito integrato su scala atomica è il risultato di due decenni di ricerca, basata sui principi descritti dall’acclamato professor Richard Feynman. Un circuito su scala atomica utilizza punti quantici – minuscoli semiconduttori fatti di silicio di pochi nanometri di dimensioni – per elaborare le informazioni e la loro fabbricazione su scala così piccola richiede un’ingegneria impressionante.

In primo luogo, i ricercatori dell’Università del New South Wales e del Silicon Quantum Computing avevano bisogno di creare punti uniformi che potessero allinearsi per passare le informazioni tra di loro. Successivamente, ogni punto deve essere programmabile a diversi livelli di energia, funzionando anche come parte di un’unità più ampia di molti punti. Infine, i punti non possono avvicinarsi troppo, altrimenti gli elettroni non sarebbero in grado di attraversarli, quindi la distanza tra ciascuno deve essere incredibilmente precisa per mantenere la loro indipendenza.

Una volta creato, il processore è stato messo alla prova modellando gli stati quantistici del composto organico poliacetilene, un compito che richiederebbe ai computer attuali un enorme lasso di tempo. Il processore ha completato con successo l’attività, dimostrando che era funzionante.

“La squisita precisione del dispositivo convalida la strategia tecnica di SQC di concentrarsi sulla qualità anziché sulla quantità. Abbiamo creato una tecnologia di produzione estremamente precisa che apre le porte a un mondo completamente nuovo. È un enorme passo avanti verso la costruzione di un computer quantistico commerciale”, ha affermato Simmons.

Ora, i ricercatori sperano di scalare il dispositivo fino a compiti ancora più complessi che i computer attuali non sarebbero in grado di risolvere, nella spinta per un pratico computer quantistico.

“Gli ingegneri di SQC stanno ora ridimensionando la tecnologia per affrontare molecole più rilevanti dal punto di vista industriale e come azienda non vediamo l’ora di sviluppare partnership industriali mirate per soddisfare le loro esigenze di simulazione”, ha affermato Stephen Menzies, presidente di SQC.

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