Sempre più quanti
Nuovo passo avanti verso computer quantistici sempre più grandi ed efficienti: i fisici del California Institute of Technology hanno infatti realizzato il più grande sistema di unità di informazaione, i qubit, mai costruito finora, con ben 6.100 atomi intrappolati in una griglia, quando fino ad oggi sistemi analoghi arrivavano solo a poche centinaia di qubit.
Il risultato è pubblicato sulla rivista Nature.
In futuro i computer quantistici avranno bisogno di un gran numero di qubit per affrontare problemi complessi in fisica, chimica, biologia e nello studio della materia. A differenza dei bit classici, i qubit possono esistere in due stati contemporaneamente (un fenomeno chiamato sovrapposizione). Questa particolarità conferisce ai computer quantistici il potenziale per eseguire calcoli complessi meglio delle loro controparti classiche, ma implica anche che i qubit siano più fragili e tendenti all’errore. Per compensare, si cerca di costruire computer quantistici con qubit aggiuntivi e ridondanti per correggere eventuali errori.
Nel tentativo di raggiungere questo obiettivo, i ricercatori del Caltech hanno usato delle pinzette ottiche (ovvero dei raggi laser altamente focalizzati) per intrappolare migliaia di singoli atomi di cesio in una griglia. Per costruire la matrice di atomi, i ricercatori hanno suddiviso un raggio laser in 12.000 pinzette, che insieme hanno contenuto 6.100 atomi in una camera a vuoto.
Anche con oltre 6.000 qubit, il team è riuscito a mantenerli in sovrapposizione per circa 13 secondi (quasi dieci volte più a lungo di quanto fosse possibile in simili griglie precedenti) manipolando i singoli qubit con una precisione del 99,98%. “Si pensa spesso che una scala più ampia, con più atomi, vada a scapito della precisione, ma i nostri risultati dimostrano che possiamo fare entrambe le cose”, afferma il fisico Gyohei Nomura. “I qubit non sono utili senza qualità. Ora abbiamo quantità e qualità”.
Il team ha anche dimostrato di poter spostare gli atomi di centinaia di micrometri (ovvero millesimi di millimetro) mantenendo la sovrapposizione. La capacità di spostare i qubit è una caratteristica fondamentale dei computer quantistici ad atomi neutri, che consente una correzione degli errori più efficiente.