La miniaturizzazione dei computer quantistici sta progredendo rapidamente e i ricercatori hanno appena fatto un nuovo passo sviluppando un computer quantistico basato su un singolo fotone, promettendo di dare una scossa al campo.
Un fotone da calcolare? Questa è la sfida raccolta dagli scienziati taiwanesi, che hanno sviluppato una macchina in grado di effettuare calcoli utilizzando la luce, senza richiedere un raffreddamento estremo.
I computer quantistici tradizionali utilizzano qubit capaci di sovrapposizione quantistica, ma richiedono temperature vicine allo zero assoluto, un grosso ostacolo. Questo nuovo dispositivo offre un approccio fotonico innovativo: un singolo fotone, guidato in una fibra ottica, immagazzina e processa dati in 32 diversi stati quantici, eliminando la necessità di temperature estreme. La tecnologia fotonica offre un’alternativa energetica più efficiente, senza la maggior parte degli enormi frigoriferi quantistici. Questo prototipo apre la strada a computer quantistici compatti, adattati agli ambienti comuni.
Rispetto ai qubit basati su ioni intrappolati, questo dispositivo è più stabile. Questi qubit sono molto sensibili ai disturbi e richiedono sofisticati sistemi di raffreddamento e laser. In questo nuovo computer, grande quanto una scatola, è la luce a effettuare i calcoli, e i suoi 32 stati quantistici aumentano considerevolmente la sua potenza di elaborazione pur rimanendo miniaturizzati.
Le potenziali applicazioni sono vaste. Questa innovazione potrebbe trasformare settori quali la logistica, l’intelligenza artificiale, sicurezza dei dati e ilindustria farmaceutica.
Si prevedono ulteriori progressi. Il team spera di aumentare ulteriormente la capacità di calcolo per affrontare problemi più complessi, sviluppando al contempo reti di comunicazione quantistica.
Cos'è un computer quantistico?
Un computer quantistico utilizza i principi di meccanica quantistica per eseguire calcoli in modo fondamentale diverso computer classici. A differenza dei bit, che assumono il valore 0 o 1, i qubit sfruttano fenomeni come la sovrapposizione, consentendo loro di esistere in più stati contemporaneamente. Questa capacità consente l'elaborazione parallela dei dati, irraggiungibile dai sistemi tradizionali.
I qubit sfruttano l’entanglement, un fenomeno in cui due qubit, anche se distanti, rimangono collegati. Se lo stato di uno cambia, l’altro si adatta istantaneamente, indipendentemente dalla distanza. Grazie a questa interconnessione, un computer quantistico può eseguire calcoli complessi, come la modellazione molecolare o la crittografia, che richiedono energia esponenziale.
Affinché un computer quantistico sia efficace, i qubit devono rimanere stabili. La maggior parte dei sistemi richiede temperature prossime allo zero assoluto (-273°C) per limitare i disagi, il che richiede infrastrutture costose e ingombranti. Tuttavia, nuovi approcci come il calcolo fotonico, che utilizza fotoni a temperatura ambiente, offrono soluzioni promettenti per rendere questa tecnologia più accessibile.
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