Scienza
Einstein lo chiamava “azione spettrale”: ora la scienza lo dimostra davvero
Scopri come la rivoluzionaria scoperta degli atomi collegati potrebbe rappresentare un enorme progresso per la potenza dei computer quantistici.
L’entanglement quantistico, descritto da Albert Einstein come una “azione spettrale a distanza”, continua a catturare l’immaginazione del pubblico e a mettere alla prova anche gli scienziati più esperti. In un nuovo studio pubblicato su Science, https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.ady3799 è stato dimostrato l’entanglement tra due nuclei atomici separati da circa 20 nanometri, un risultato che rappresenta un notevole passo avanti per lo sviluppo dei computer quantistici, promettendo di superare le limitazioni dei computer classici.
La sfida dell’entanglement quantistico
Lo entanglement è un fenomeno quantistico in cui due particelle rimangono collegate tra loro, indipendentemente dalla distanza che le separa. Questo fenomeno è fondamentale per i computer quantistici, che potrebbero simulare sistemi naturali, come molecole e farmaci, con una precisione inimmaginabile per i computer classici. L’entanglement è difficile da ottenere e gestire a causa della fragilità degli stati quantistici, facilmente distrutti da interferenze esterne e rumore.
Entanglement Quantistico
- Definizione: Connessione tra particelle subatomiche che rimangono interconnesse anche a distanza.
- Curiosità: Einstein lo definì “azione spettrale a distanza”, scettico sulla sua intuizione.
- Dati chiave: Utilizzato come paradigma nei computer quantistici per elaborazioni super veloci.
Bilanciare controllo e rumore
Uno dei problemi principali nella costruzione di computer quantistici è la necessità di trovare un equilibrio tra l’isolamento delle particelle dagli influssi esterni e la possibilità di interagire con esse per effettuare calcoli significativi. Varie piattaforme quantistiche sono ancora in corso di sviluppo, ognuna con vantaggi e svantaggi relativi a velocità, rumore e scalabilità.
Raggiungere nuovi orizzonti
Nel recente studio, un gruppo di ricerca ha lavorato per superare alcuni di questi ostacoli: hanno impiantato atomi di fosforo in chip di silicio e usato il spin dei nuclei atomici per codificare le informazioni quantistiche. I nuclei sono stati distanziati di 20 nanometri, una scala compatibile con i transistor al silicio attualmente in uso nei computer. Questo suggerisce la possibilità di integrare qubit durevoli nei chip di silicio standard.
Passi della ricerca:
- Implantazione di Atomi: Uso di atomi di fosforo in chip di silicio.
- Comunicazione tra Nuclei: Creata attraverso elettroni che agiscono come canali.
- Metodo “Geometric Gate”: Migliorare l’entanglement in ambiente controllato.
L’integrazione di nuclei binari spin nei chip standard di silicio rappresenta un passo cruciale verso lo sviluppo di computer quantistici commerciali. Queste macchine promettono di essere più efficienti di quelle tradizionali soprattutto per compiti che coinvolgono la simulazione di sistemi quantistici complessi.
Incrementare ulteriormente la distanza di entanglement, potrebbe facilitare ulteriormente la scalabilità dei dispositivi quantistici, migliorando al contempo l’efficacia e l’affidabilità dei calcoli.
- Stato Attuale: I computer quantistici sono ancora in fase sperimentale ma i progressi sono rapidi.
- Prossimi Passi: Migliorare la precisione degli entanglement e integrare meglio i qubit.
- Risvolti Pratici: Potenziale stravolgimento di settori come la chimica computazionale e la crittografia.
L’entanglement quantistico è un fenomeno ricco di potenziale e sfide che, una volta padroneggiato, potrebbe segnare una rivoluzione nella storia della computazione. La possibilità di manipolare stati quantistici su scale pratiche e riproducibili apre nuovi orizzonti non solo nella tecnologia informatica, ma anche nelle scienze fisiche, chimiche e biologiche, rappresentando un incredibile salto evolutivo negli strumenti a nostra disposizione.
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