Gli scienziati lavorano da anni all'implementazione del calcolo quantistico nell'uso pratico quotidiano. Sebbene le prime dimostrazioni di successo di tale tecnologia siano avvenute alla fine degli anni '1990, i computer quantistici sono fragili e richiedono una seria manutenzione per garantire il loro corretto funzionamento, rendendo la loro creazione per l'uso nelle applicazioni quotidiane una vera sfida.
Una delle parti più complesse di un computer quantistico è il qubit superconduttore, un componente del calcolo quantistico che contiene induttori e condensatori e si basa su circuiti superconduttori. Tuttavia, secondo una recente ricerca, il qubit superconduttore potrebbe ridursi grazie agli scienziati del Massachusetts Institute of Technology che stanno sviluppando un nuovo tipo di qubit utilizzando materiali ultrasottili.
Un qubit è un elemento tecnologico difficile da comprendere perché porta con sé tutte le incertezze della meccanica quantistica. Mentre un normale bit di computer è binario, ovvero 1 o 0, un qubit può essere 1, 0 o entrambi contemporaneamente. Ciò è dovuto alla sovrapposizione quantistica, in cui due diverse lunghezze d'onda o particelle possono essere combinate in modo che coesistano nello stesso spazio. In sostanza, una particella può trovarsi in due posti contemporaneamente, il che consente a un qubit di essere contemporaneamente 1 o 0. Ciò consente ai computer quantistici di risparmiare spazio per i dati, nonché di eseguire algoritmi in modo più efficiente.
Per funzionare, i qubit devono essere mantenuti a una temperatura di congelamento vicina allo zero assoluto Kelvin. Ciò rende la costruzione di un computer quantistico costosa e molto difficile. Poiché questi qubit utilizzano anche singole particelle, possono essere molto vulnerabili ad altre vibrazioni, anche piccole. La maggior parte dei qubit è costituita da uno speciale circuito di alluminio superconduttore che potrebbe rendere enorme un computer quantistico.
Gli scienziati del Massachusetts Institute of Technology stanno sfidando le dimensioni convenzionali dei qubit utilizzando un materiale ultrasottile. Questi materiali, come il nitruro di boro, hanno solo pochi strati di spessore. I ricercatori hanno utilizzato il nitruro di boro esagonale per formare l'isolante all'interno del condensatore qubit. Ciò consente di ridurre le dimensioni del condensatore, riducendo complessivamente i qubit. I ricercatori hanno scoperto che possono creare qubit un centesimo più piccoli della dimensione tradizionale dal nuovo materiale.
Ciò non solo aiuterà a ridurre le dimensioni del computer quantistico, ma ridurrà anche l'interferenza o il crosstalk tra i qubit che possono interferire con il funzionamento del computer quantistico.
Sebbene questa ricerca suggerisca che resta ancora molto lavoro da fare, evidenzia un passo importante per rendere i computer quantistici più accettabili. Con dispositivi più piccoli, sarà facile per la società utilizzare queste macchine, rendendo il calcolo quantistico una parte importante del nostro futuro.
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