Il ‘gatto quantistico’ con sette vite: una rivoluzione per i computer quantistici
davinci
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Il problema degli errori nei computer quantistici
I computer quantistici promettono di rivoluzionare il mondo del calcolo, offrendo una potenza di elaborazione inimmaginabile per i computer classici. Tuttavia, una delle sfide più grandi nel realizzare questa promessa è la gestione degli errori. A differenza dei bit classici, che possono essere 0 o 1, i qubit (bit quantistici) sono estremamente sensibili alle perturbazioni ambientali, il che può portare a errori nei calcoli. Questi errori, se non corretti, possono compromettere l’intero processo di calcolo.
L’ispirazione dal gatto di Schrödinger
Per affrontare questo problema, un team di ricercatori dell’Università del Nuovo Galles del Sud (Unsw), guidato dall’italiano Andrea Morello, si è ispirato a uno degli esperimenti mentali più famosi della fisica quantistica: il gatto di Schrödinger. In questo paradosso, un gatto chiuso in una scatola con una sostanza radioattiva può essere considerato sia vivo che morto fino a quando non viene osservato. Allo stesso modo, i ricercatori hanno cercato un modo per creare un sistema quantistico in cui gli errori possano essere rilevati e corretti prima che diventino fatali per il calcolo.
L’atomo di antimonio: un ‘gatto’ con sette vite
La soluzione è arrivata con l’utilizzo di un atomo di antimonio come qubit. A differenza dei qubit tradizionali, che hanno solo due stati (0 o 1), l’atomo di antimonio ha otto direzioni di spin. Questo significa che, metaforicamente parlando, il ‘gatto quantistico’ ha sette vite. Come spiega Xi Yu, primo autore dell’articolo pubblicato su Nature Physics, “ci vorrebbero sette errori consecutivi per trasformare lo 0 in un 1”. Questa maggiore resilienza agli errori rende l’atomo di antimonio un candidato ideale per la costruzione di computer quantistici più stabili e affidabili.
Un chip di silicio per controllare il ‘gatto quantistico’
Il team di ricerca ha poi inserito l’atomo di antimonio in un chip di silicio, simile a quelli utilizzati nei computer e nei telefoni cellulari, ma adattato per dare accesso allo stato quantico di un singolo atomo. Questo chip, sviluppato dal gruppo di Danielle Holmes dell’Unsw, permette di controllare e manipolare lo spin dell’atomo di antimonio, aprendo la strada a un nuovo modo di eseguire i calcoli quantistici.
Implicazioni e prospettive future
Questa innovazione rappresenta un passo avanti significativo verso la realizzazione di computer quantistici pratici. Come sottolinea Andrea Morello, “se si verifica un errore, lo rileviamo subito e possiamo correggerlo prima che si accumulino altri errori”. Questo approccio, ispirato al gatto di Schrödinger, offre una maggiore tolleranza agli errori e apre nuove prospettive per lo sviluppo di algoritmi quantistici più complessi e affidabili. Il futuro del calcolo quantistico sembra ora un po’ più stabile e promettente, grazie a questo ‘gatto’ con sette vite.
Un salto quantico verso la stabilità
La ricerca sull’atomo di antimonio come qubit rappresenta un notevole passo avanti nella correzione degli errori nei computer quantistici. L’analogia con il gatto di Schrödinger rende comprensibile la complessità del concetto, evidenziando come la fisica quantistica possa offrire soluzioni innovative per superare le sfide tecnologiche. La capacità di rilevare e correggere gli errori prima che compromettano il calcolo è fondamentale per rendere i computer quantistici una realtà pratica e affidabile, aprendo nuove frontiere nell’elaborazione delle informazioni.
