I computer quantistici sono già una realtà ma si tratta ancora di macchine estremamente complesse che per poter trovare applicazioni concrete dovranno superare alcune importanti sfide tecnologiche, una di queste è la scalabilità, ossia il poter costruire chip più grandi degli attuali mantenendo le prestazioni e a costi ridotti. Ora per la prima sono stati connessi ‘quantisticamente’ tra loro due atomi incastonati all’interno di un tradizionale chip di silicio: un passaggio chiave per la costruzione di computer quantistici più grandi, potenti ed economici. A riuscirci è stato il lavoro coordinato dall’italiano Andrea Morello, dell’Università del New South Wales in Australia, pubblicato sulla rivista Science.
Il nuovo lavoro ha permesso per la prima volta di incastonare singoli atomi, perfettamente isolati tra loro, all’interno di un tradizionale chip in silicio, e metterli in connessione tra loro, attraverso il bizzarro fenomeno detto entanglement, una sorta di intima connessione tra oggetti che è possibile realizzare solo tra particelle quantistiche e che è uno dei pilastri alla base della potenza di calcolo di questa nuova generazione di computer.
“Per usare una metafora – ha detto Holly Stemp, prima autrice dello studio – possiamo immaginare gli atomi come siano persone in una stanza insonorizzata. Possono parlare tra loro finché sono nella stessa stanza ma non se sono in stanza differenti”. “Ora – ha aggiunto Stemp – è come se avessimo dato a ogni persona, in ogni stanza, un telefono per comunicare tra le stanza e allo stesso tempo mantenere le stanze perfettamente insonorizzate”.
A fungere da telefoni sono elettroni, capaci di mantenere quantisticamente collegati i singoli atomi, posti ognuno in una sorta di stanza insonorizzata. Il lavoro è riuscito a fare tutto questo su un classico chip di silicio, il materiale usato tradizionalmente nell’elettronica, e incastonare atomi ad appena 20 nanometri di distanza, ossia a 20 milionesimi di metro.
“Questa è la nostra vera svolta tecnologica: far comunicare tra loro i nostri oggetti quantistici più puliti e isolati alla stessa scala dei dispositivi elettronici esistenti. Ciò significa – ha aggiunto Stemp – che possiamo adattare i processi di produzione sviluppati dall’industria dei semiconduttori, che vale migliaia di miliardi di dollari, alla costruzione di computer quantistici basati su nuclei atomici”.