La strada per rendere i chip quantistici più potenti ed economici potrebbe passare attraverso una drastica riduzione delle connessioni complesse e costose che caratterizzano i modelli attuali. Questo è l’obiettivo della nuova architettura progettata in Italia, oggetto di uno studio in fase di valutazione per la pubblicazione sulla rivista npj Quantum Inf e recentemente caricato sulla piattaforma ArXiv, dedicata agli articoli scientifici non ancora revisionati.
Il progetto, ideato dalla startup italiana Planckian, nasce come spin-off dell’Università di Pisa e della Scuola Normale Superiore. “Una delle maggiori sfide per arrivare a computer quantistici sufficientemente potenti è lo sviluppo di soluzioni scalabili, ossia il poterli far diventare più grandi passando, ad esempio, dalle poche decine di qubit attuali a macchine in grado di lavorare con milioni di qubit”, ha spiegato Marco Polini, responsabile scientifico di Planckian.
Un aspetto che potrebbe sembrare paradossale, ma che rappresenta una delle principali difficoltà nello sviluppo dei futuri supercomputer quantistici a superconduttore, è il cablaggio. Questi computer devono funzionare a temperature prossime allo zero assoluto e il sistema di cablaggio, che comprende fili e connessioni necessari per il controllo dei qubit all’interno del chip, risulta essere uno dei maggiori ostacoli. “Per farli funzionare oggi è necessario usare due o tre fili per il controllo di ogni qubit, un numero di connessioni accettabile per pochi qubit ma che diventa troppo grande se si vuole passare all’ordine delle migliaia o milioni di qubit”, ha aggiunto Polini.
I fili rappresentano infatti un elemento critico, poiché devono operare a temperature di circa meno 270 gradi centigradi. La loro presenza interferisce con il processo di raffreddamento, limitando così la possibilità di sviluppare chip più grandi e aumentando considerevolmente i costi. Il cablaggio, infatti, può arrivare a costare milioni di euro, rappresentando una delle spese principali nel campo.
La proposta di Planckian potrebbe finalmente risolvere questo problema, grazie a una nuova architettura che permette di controllare decine di qubit utilizzando solamente tre linee di controllo. Questo cambiamento di paradigma, ancora in fase sperimentale, potrebbe aprire la strada a chip quantistici più potenti e facilmente scalabili, ponendo le basi per il futuro dei computer quantistici.