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Finora, i computer quantistici sono stati dispositivi unici nel loro genere, riempiendo grandi volumi all’interno dei laboratori.
Ora, i fisici dell’Università di Innsbruck hanno costruito un prototipo di computer quantistico che può essere utilizzato nell’industria e si inserisce in due armadi rack da 19 pollici come quelli che si trovano nei data center di tutto il mondo.
Negli ultimi tre decenni, l’Università di Innsbruck, in Austria, ha aperto la strada alle basi fondamentali per la costruzione di computer quantistici. Nell’ambito delle tecnologie Quantum Flagship dell’UE, i ricercatori del Dipartimento di fisica sperimentale di Innsbruck hanno ora costruito un un computer quantistico compatto a trappola ionica.
“I nostri esperimenti di calcolo quantistico di solito riempiono laboratori di 30-50 metri quadrati”
afferma Thomas Monz dell’Università di Innsbruck.
“Ora stavamo cercando di adattare le tecnologie sviluppate qui a Innsbruck nel più piccolo spazio possibile, rispettando gli standard comunemente usati nell’industria”.
Il nuovo dispositivo mira a dimostrare che i computer quantistici saranno presto pronti per l’uso nei data center.
“Siamo stati in grado di dimostrare che la compattezza non deve andare a scapito della funzionalità”.
I singoli elementi costitutivi del primo computer quantistico compatto al mondo dovevano essere significativamente ridotti di dimensioni.
Ad esempio, il fulcro del computer quantistico, la trappola ionica installata in una camera a vuoto, occupa solo una frazione dello spazio precedentemente richiesto. È stato fornito dai ricercatori della Alpine Quantum Technologies (AQT), uno spin-off dell’Università di Innsbruck e dell’Accademia austriaca delle scienze che mira a costruire un computer quantistico commerciale.
Altri componenti sono stati forniti dal Fraunhofer Institute for Applied Optics and Precision Engineering di Jena e dallo specialista di laser TOPTICA Photonics a Monaco di Baviera, in Germania.
Il computer quantistico compatto può essere utilizzato in modo autonomo e sarà presto programmabile online.
Una sfida particolare è stata quella di garantire la stabilità del computer quantistico. I dispositivi quantistici sono molto sensibili e in laboratorio sono protetti dai disturbi esterni con l’aiuto di misure elaborate.
Sorprendentemente, il team di Innsbruck è riuscito ad applicare questo standard di qualità anche al dispositivo compatto, garantendo così un funzionamento sicuro e ininterrotto.
Oltre alla stabilità, un fattore decisivo per l’uso industriale di un computer quantistico è il numero di bit quantistici disponibili. Pertanto, nella sua recente campagna di finanziamento, il governo tedesco ha fissato l’obiettivo di costruire inizialmente computer quantistici dimostrativi con 24 qubit completamente funzionanti. I fisici quantistici di Innsbruck hanno già raggiunto questo obiettivo.
Sono stati in grado di controllare con successo fino a 24 qubit con il nuovo dispositivo. “Entro il prossimo anno, vogliamo essere in grado di fornire un dispositivo con un massimo di 50 bit quantistici controllabili individualmente”, afferma Thomas Monz, già guardando al futuro.
Il progetto è sostenuto finanziariamente dall’Austrian Science Fund FWF, dall’agenzia di finanziamento della ricerca FFG, dall’Unione europea e dalla Federazione delle industrie austriache.
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