Nuovo record per la computazione quantistica: un sistema tenuto in vita per ben 39 minuti

I sistemi di computazione quantistica si basano sulle proprietà delle particelle che possono essere utilizzate per rappresentare strutture di dati e grazie a complesse procedure tipiche della meccanica quantistica possono essere eseguite operazioni sugli stessi dati tramite il passaggio della corrente elettrica. Si tratta di un'idea nata nel 1982 ma che ancora oggi non trova particolare riscontro nella possibilità di realizzare un sistema sfruttabile nella sua interezza.

I computer quantistici sembrano essere una tecnologia piuttosto promettente poiché permetterebbero l'impiego in situazioni dove nemmeno i più moderni supercomputer riescono ad essere pienamente efficaci, grazie alle particolari caratteristiche della meccanica quantistica. Una delle architetture quantistiche maggiormente favorite per gli impieghi nell'informatica è quella che prevede l'impiego di singoli atomi per conservare bit quantici di informazione.

Una fra le principali difficoltà della realizzazione del computer quantico è quella di mantenere i qubit nello stato di sovrapposizione (l'unità di misura base per i sistemi che utilizzano le tecnologie) a temperatura ambiente per lunghi periodi. Solitamente non è stato possibile riuscire a mantenere tale stato per più di pochi secondi, ma in un recente esperimento condotto alla Simon Fraser University a Burnaby, in Canada, i ricercatori sono riusciti a mantenere un sistema quantico in vita per circa 39 minuti a temperatura ambiente.

Nei computer convenzionali i dati sono immagazzinati come sequenze di 0 ed 1, mentre nell'esperimento i qubit relativi alle informazioni sono stati posti in uno stato di sovrapposizione in cui gli stessi potevano essere allo stesso momento sia 1 che 0, in modo da perfezionare operazioni multiple fra di loro contemporaneamente. All'esperimento ha partecipato anche Stephanie Simmons della Oxford University che ha riportato interessanti informazioni.

"Nell'esperimento la squadra ha incrementato la temperatura del sistema, che codifica le informazioni nei nuclei degli atomi di fosforo nel silicio, da -269°C a 25°C, ed è stato dimostrato che la sovrapposizione degli stati ha resistito alla temperatura per circa 39 minuti, contro al precedente record che era di circa 2 secondi".

Come riportato dalla ricercatrice, trentanove minuti possono sembrare pochi ma rappresentano un enorme balzo in avanti rispetto a quanto ottenuto in tempi passati, che potrebbe aprire le porte alla possibilità di utilizzare fattivamente le tecnologie a temperatura ambiente anche a lungo termine. Come è facile pensare però c'è ancora molto lavoro da fare prima di riuscire a portare i calcoli quantistici su larga scala.

Gli ioni di fosforo utilizzati nell'esperimento sono stati posti tutti nello stesso stato quantistico, tuttavia per eseguire operazioni i fisici devono riuscire a porre diversi qubit in differenti stati fra di loro: "L'ultima grande sfida che resta è questa, per fare in modo che collaborino fra di loro", ha infine detto Stephanie Simmons.

L'approfondimento alla news può essere trovato in questa pagina del sito della Oxford University.