Potrebbe essere il progresso del decennio? Gli scienziati hanno creato il primo circuito quantistico in assoluto

I computer quantistici fanno parte della tecnologia da un po’ di tempo, essendo particolarmente bravi a risolvere alcuni tipi di problemi computazionali, che riguardano la crittografia dei dati, nonché a eseguire test e simulazioni su grandi quantità di dati.

Il vantaggio di un computer quantistico è che, pur potendo avere lo 0 e l’1 come una CPU tradizionale, può anche cambiare la sua sovrapposizione, dando un totale di quattro risultati.

Un team di scienziati australiani, guidati da Michelle Simmons, è riuscito a fare un ulteriore passo avanti, costruendo il primo processore quantistico in assoluto, che si comporta come e ha tutti i componenti di un processore tradizionale, ma su scala quantistica.

Come ha fatto il team? Iniziando con la creazione del primo transistor quantistico nel 2012. Ora, hanno utilizzato un microscopio a scansione tunneling in un’area ad alto vuoto, per disporre i punti quantici, oggetti creati dall’uomo, in grado di trasportare elettroni. Questo viene fatto con una precisione sub-nanometrica, creando essenzialmente un piccolo circuito di punti che devono essere messi insieme con precisione.

È necessario misurare la distanza tra i punti e la struttura atomica di ciascuno di essi. Quindi, si posiziona il circuito all’interno di un chip di silicio. I punti quantici devono avere una certa dimensione, altrimenti si incorre in problemi. Ad esempio, se i punti sono troppo grandi, l’interazione tra loro diventa eccessiva e non può essere controllata. D’altra parte, i punti più piccoli soffrono di casualità, poiché non possono inviare e ricevere il numero esatto di elettroni necessari.

I doppi legami di carbonio sono stati simulati con una minore distanza tra i punti. Il chip finale è stato realizzato con 10 punti quantici, utilizzando atomi di fosforo. Il modello scelto è stato il poliacetilene, in quanto ben conosciuto e per poter determinare la precisione della capacità del chip quantistico di replicare il passaggio degli elettroni.

Si tratta di un risultato rivoluzionario, poiché se si volesse replicare una molecola più complessa, come ad esempio la penicillina, sarebbero necessari 1086 transistor su un normale computer, un numero superiore a quello degli atomi presenti nel mondo osservabile. Il computer quantistico può replicare la molecola con soli 286 qubit (bit quantistici).

Il passaggio da un transistor quantistico a un circuito è durato 9 anni, mentre il primo transistor di qualsiasi tipo è stato creato nel 1947 e il circuito tradizionale 11 anni dopo.

La nuova tecnologia può accelerare rapidamente i tempi di creazione di nuovi materiali e composti, essendo in grado di eseguire simulazioni più rapide di qualsiasi altra cosa attualmente disponibile, per vedere cosa funziona e cosa no.

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Simeon Nikolov
Admin
1 anno fa

I hope that we’ll see more advances in this field soon 🙂