Roma - Ricercatori giapponesi hanno
annunciato di aver sviluppato una nuova tecnologia che permette l'implementazione di un piccolo circuito quantico (vedi figura in basso), che potrebbe costituire
la base della costruzione di un vero e proprio elaboratore.
I risultati dello sforzo congiunto di
NEC, Institute of Physical and Chemical Research (
RIKEN) e della Japan Science and Technology Agency (
JST), sono stati pubblicati nell'ultimo numero della rivista
Science.
Uno dei problemi fondamentali che la ricerca deve affrontare nella realizzazione dei computer quantici è la
decoerenza:
a causa dell'interazione con l'ambiente o con altre parti dei circuiti, i
qubit (l'equivalente dei bit, informazione base dell'elettronica digitale) tendono ad alterare il proprio stato e
risultare inutilizzabili. Trasferire una informazione da un
qubit all'altro può risultare complesso: al termine dell'operazione, che fino ad oggi comprendeva un collegamento diretto tra i due elementi, lo stato di entrambi risulta mutato impedendo ulteriori passi.
Gli scienziati giapponesi hanno invece escogitato
un nuovo sistema in tre stadi che elimina il problema: grazie all'adozione di un terzo
qubit, che funge da archivio temporaneo, e controllando il sistema con impulsi di microonde, sono riusciti a
ridurre drasticamente il tempo necessario allo svolgersi dell'operazione, portandola a termine con successo.
Un
qubit non è limitato ai consueti stati 1 e 0 dell'elettronica digitale, ma aggiunge anche uno stato "superposition" che in qualche modo equivale a zero ed uno contemporaneamente. Il circuito nipponico fino ad oggi è stato in grado di copiare lo stato "superposition" da un
qubit all'altro, mentre
non è ancora in grado di svolgere altre operazioni.
Tsai Jawshen, a capo dell'equipe che si occupa del progetto per conto di NEC, si è detto
entusiasta dei risultati fin qui ottenuti: non solo il loro sistema ha
rispettato tutte le previsioni durante gli esperimenti, ma il suo design lo rende
estremamente scalabile. I ricercatori si augurano di riuscire a sviluppare un sistema in cinque stadi entro la fine dell'anno, capace probabilmente di implementare alcune funzioni logiche elementari.
Non si tratta del primo successo in questo campo: lo scorso dicembre il
gruppo di ricercatori dell'Università di Berkeley guidato da
John Clarke aveva pubblicato, sempre
sulle pagine di
Science, il risultato di studi analoghi sul controllo di una coppia di
qubit. L'approccio degli americani era tuttavia differente e, per ammissione dello stesso Clarke (interpellato da
Wired),
il circuito giapponese potrebbe avere alcuni vantaggi nella gestione del fattore decoerenza.
La realizzazione di un vero e proprio quantum computer è ancora distante. Al momento, la migliore implementazione è quella presentata lo scorso febbraio da
D-Wave System, che incorpora ben 16
qubit: ne occorreranno molti di più per superare le attuali capacità di un
supercomputer ma, se le promesse saranno rispettate, queste macchine saranno un giorno in grado di
surclassare la capacità elaborativa di qualsiasi dispositivo tradizionale.
Luca Annunziata