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Un balzo “quantico”, sui computer quantistici.

I fisici quantistici dell’Università di Copenaghen hanno compiuto un enorme passo avanti nella tecnologia quantistica scoprendo un modo per aggirare il principale ostacolo alla costruzione di un computer quantistico. In particolare, i ricercatori sono riusciti a controllare contemporaneamente diversi qubit spin su un singolo chip quantistico.

Uno dei principali ostacoli alla creazione di un grande computer quantistico funzionale è l’impossibilità di controllare simultaneamente molti dispositivi di memoria di base (qubit). Il controllo di un singolo qubit, di solito interferisce negativamente al suo omologo accanto a causa dell’azione simultanea degli impulsi di controllo.

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A differenza di aziende come Google e IBM che stanno lavorando alla tecnologia dei superconduttori per i processori quantistici, i ricercatori si sono concentrati sui semiconduttori, o cosiddetti spin qubit.

In termini generali, gli spin qubit sono costituiti da spin di elettroni intrappolati in nanostrutture di semiconduttori chiamate punti quantici, in modo che i singoli stati di spin possano essere controllati e intrecciati tra loro, hanno spiegato i ricercatori.

Gli spin qubit possono mantenere i loro stati quantistici per lungo tempo, il che potenzialmente consente loro di eseguire calcoli più veloci e precisi rispetto ad altri tipi di piattaforme. Poiché gli spin qubit sono molto piccoli, ce ne sono molti su un singolo chip. Questo è importante perché più qubit vengono inseriti su un chip e maggiore è la potenza di elaborazione.

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I ricercatori sono stati in grado di creare e manipolare quattro qubit su un singolo chip con una matrice 2×2. Uno dei loro compiti principali era far comunicare i qubit tra loro.

I ricercatori hanno creato un circuito quantistico costituito da una sostanza semi-conduttrice chiamata arseniuro di gallio e le sue dimensioni non superano le dimensioni di un microbo. Tuttavia, la cosa principale è che il chip ha permesso agli esperti di controllare e misurare tutti i qubit contemporaneamente.

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Nell’informatica quantistica, è molto importante controllare e misurare contemporaneamente i qubit. Inoltre sono molto sensibili e se misurati uno per uno, anche il minimo rumore ambientale può interrompere il loro corretto funzionamento.

Un altro ostacolo significativo è che tutti i 48 elettrodi di controllo sul chip devono essere sintonizzati e mantenuti sintonizzati manualmente. Per questo ci vuole molto tempo, quindi gli specialisti sono alla ricerca di modi per utilizzare algoritmi di ottimizzazione e apprendimento automatico per automatizzare questo processo.