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L'azienda tedesca NVision ha creato una molecola organica funzionante come qubit, proponendo di applicarla su microchip fotonici come gli schermi OLED. La molecola, un carbene, è controllabile con la luce e potrebbe rivoluzionare la produzione di chip quantistici. NVision ha collaborato con HyperLight per sviluppare prototipi congiunti.
I chip quantistici potranno essere prodotti con una tecnologia simile a quella utilizzata per la fabbricazione degli schermi degli smartphone. L’azienda tedesca NVision ha creato una molecola organica in grado di funzionare come qubit e ha proposto di applicare tali molecole in uno strato sottile su normali microchip. È iniziato quindi la sviluppo dei primi prototipi.
L’idea insolita è nata da ricerche mediche. NVision stava sviluppando attrezzature in grado di allineare gli spin degli elettroni in molecole di zucchero speciali. Dopo tale trattamento, il segnale è diventato circa mille volte più evidente nella risonanza magnetica. Il metodo aiuta a studiare il metabolismo, inclusa l’elevata assunzione di zucchero da parte delle cellule tumorali.
Gli ingegneri hanno deciso di verificare se un principio simile potesse essere adatto per i calcoli quantistici. Invece degli elementi superconduttori tradizionali o degli atomi singoli, i ricercatori si sono rivolti alle molecole organiche. Infatti, le loro proprietà possono essere modificate attraverso la sintesi chimica, selezionando in anticipo le caratteristiche del futuro qubit, piuttosto che adattare l’elettronica a un materiale già pronto.
Per trovare la struttura adatta, NVision ha utilizzato la modellazione al computer con intelligenza artificiale. I ricercatori hanno valutato più di 150 candidati e sintetizzato circa 40 molecole. Alla fine, hanno scelto un composto appartenente alla classe dei carbeni, il cui stato di spin elettronico può essere controllato individualmente mediante luce.
Un qubit si differenzia da un bit ordinario per la capacità di trovarsi in una sovrapposizione quantistica di stati. Tuttavia, per i calcoli non basta creare un tale elemento. È necessario controllarlo con precisione, leggere il risultato e collegarlo ad altri qubit senza distruggere lo stato quantistico chi risulta estremamente fragile. NVision ha dimostrato un’interfaccia ottica per lavorare con una singola molecola.
Il principale vantaggio è legato ai film sottili. Gli sviluppatori prevedono di applicare le molecole su microchip fotonici già pronti in modo simile a come i materiali organici vengono applicati nella fabbricazione degli schermi OLED. I canali di luce dovrebbero collegare i qubit all’interno del processore e tra diversi chip senza la necessità di posizionarli vicini.
NVision ha scelto come partner l’azienda americana HyperLight, che produce componenti fotonici a base di niobio di litio a film sottile. Le prime società prevedono di ottenere prototipi congiunti nel quarto trimestre del 2026. Per il funzionamento degli elementi molecolari sarà necessario un raffreddamento a 2-4 kelvin, quindi lo sviluppo non si libera dalla tecnica criogenica.
I ricercatori hanno descritto il lavoro con una singola molecola in un articolo su Nature. L’azienda afferma che l’interfaccia sviluppata permette una perdita fino al 70% dei fotoni, ma la possibilità di assemblare numerosi qubit in un calcolatore stabile deve ancora essere dimostrata.
NVision prevede di creare autonomamente processori, sistemi di correzione degli errori e configurazioni server pronte.
Lo startup ha raccolto 120 milioni di dollari da fonti governative e private, tra cui Abbott Laboratories. Finora, NVision ha presentato un elemento sperimentale, non un computer pronto all’uso. A titolo di confronto, IBM sta sviluppando processori superconduttori e risolve separatamente il problema di unire migliaia di qubit in un unico sistema.
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