Lo Stato Attuale dell’Elaborazione Quantistica

l’Elaborazione Quantistica è Diversa

L’elaborazione quantistica è l’idea di utilizzare la fisica quantistica per eseguire calcoli, che differisce dai metodi di calcolo basati su semiconduttori. Invece di generare 0 e 1 (nessuna corrente o corrente), utilizza “bit quantistici”, chiamati qubit, dove i dati delle particelle sono sia 0 che 1 contemporaneamente, o 1, o 0.

A causa della differenza fondamentale nel modo di calcolo, l’elaborazione quantistica non è tanto un’alternativa all’elaborazione “normale” quanto piuttosto un complemento.

L’elaborazione standard funziona in modo lineare e fatica con calcoli molto complessi, come la modellazione del clima, la crittografia o la configurazione 3D di molecole complesse come le proteine. E questo è proprio il tipo di calcolo che si prevede che l’elaborazione quantistica debba eccellere.

Quindi, mentre i nostri laptop e smartphone non saranno probabilmente mai computer quantistici, potrebbero rivoluzionare la ricerca scientifica.

L’Elaborazione Quantistica è Difficile

Quindi, con la promessa che i supercomputer quantistici eseguiranno calcoli mille volte migliori di quelli esistenti, non è una sorpresa che sia stato fatto molti ricerche per renderli una realtà.

Ma il problema è che creare anche un solo qubit è tecnicamente molto difficile. La prima difficoltà è che l’elaborazione quantistica funziona solo a temperature ultra-basse, intorno a cento gradi sopra lo zero assoluto. Solo in queste condizioni alcuni materiali unici diventano superconduttori (materiali con nessuna resistenza elettrica). Ciò è energivoro, costoso e difficile da raggiungere.

E poi, gestire, manipolare e “leggere” i dati in un qubit è anche complesso, solitamente coinvolgendo laser ultra-precisi, microscopi atomici e sensori. Infine, qualsiasi interferenza renderà il qubit inutile, quindi è necessario raggiungere un vuoto perfetto.

Mentre i chip di semiconduttori manipolano la materia a scale che misurano solo pochi atomi, l’elaborazione quantistica sta cercando di gestire la materia a scala di particelle. Notoriamente, un computer quantistico pratico richiederà migliaia di qubit per rimanere stabile e interagire tra loro.

L’Elaborazione Quantistica Progredisce

Superare la Soglia dei 1.000 Qubit

Un team guidato dal professor Gerhard Birkl dal gruppo di ricerca “Atomi – Fotoni – Quanti” del Dipartimento di Fisica alla TU Darmstadt in Germania ha appena creato il più grande computer quantistico fino ad ora.

Hanno creato un computer quantistico con 1.000 qubit atomici individualmente controllabili, vincendo una gara nel settore contro molte altre squadre scientifiche.

Source: Optica

Il marchio dei 1.000 è parzialmente simbolico, ma anche intorno al numero previsto per essere richiesto per un’applicazione significativa dei computer quantistici. Meno di quello, sono per lo più una curiosità scientifica e un’idea promettente, ma non molto di più.

La tecnica utilizza “pinzette ottiche”, che sono laser speciali in grado di manipolare gli atomi individualmente. Grazie ai progressi nella micro-ottica, questa è la tecnica più promettente nella computazione quantistica per un metodo scalabile per costruire sistemi molto più grandi.

Source: Optica

“Poiché il numero di lenti per centimetro quadrato raggiunge facilmente 100.000 e le lastre MLA con aree di diversi centimetri quadrati possono essere prodotte, hanno un enorme potenziale in termini di scalabilità, limitato solo dalla potenza laser disponibile”