È di pochi giorni fa la notizia della realizzazione di un transistor con un solo atomo, un passo avanti verso la realizzazione di computer quantistici. Ora sono arrivate novità in questo campo da IBM, per la precisione dagli scienziati di IBM Research.
Il team di IBM Research ha fatto passi avanti molto importanti nella riduzione dell’errore nei calcoli elementari e nel mantenimento dell’integrità delle proprietà quantistiche dei qubit. Un elemento fondamentale nella produzione di qubit superconduttori è stata quella di utilizzare tecniche di fabbricazione sviluppate per la produzione con il silicio attualmente in uso.
In sostanza, la produzione di qubit non richiederà di creare macchinari totalmente nuovi con tempi molto lunghi e costi che potrebbero diventare molto elevati. Ciò non vuol dire che domani i primi computer quantistici saranno pronti ma la possibilità di adattare tecnologie produttive già esistenti è importante.
Matthias Steffen, scienziato e manager di IBM Research, ha puntualizzato che non si tratta semplicemente di un esperimento scientifico: lo scopo del suo team è quello di creare computer quantistici funzionanti con capacità di calcolo che raggiungeranno una nuova frontiera.
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Le potenzialità dei computer quantistici sono enormi nel campo della crittografia dei dati ma anche nella ricerca in database composti da informazioni non strutturate, effettuare una serie di operazioni di ottimizzazione e risolvere problemi matematici finora irrisolvibili.
Una delle grandi sfide per gli scienziati che stanno cercando di sfruttare la potenzia dei computer quantistici consiste nel controllare o eliminare la decoerenza quantistica, ovvero la creazione di errori di calcolo causati da interferenze di fattori come calore, radiazioni elettromagnetiche e difetti nei materiali.
Gli scienziati hanno effettuato esperimenti per anni per trovare modi per ridurre gli errori e allungare il tempo in cui i qubit mantengono le loro proprietà quantistiche. Quando questo tempo diventa sufficientemente lungo, gli schemi di correzioni sono efficaci e permettono di eseguire calcoli lunghi e complessi.
IBM ha effettuato esperimenti con qubit superconduttori tridimensionali seguendo un approccio iniziato alla Yale University. In questo tipo di qubit 3D il tempo in cui gli stati quantistici vengono mantenuti ha raggiunto i 100 microsecondi, sufficiente a far funzionare gli schemi di correzione.
In un altro esperimento, IBM ha prodotto un qubit bidimensionale più tradizionale e un’operazione logica a due qubit, un mattone fondamentale per la realizzazione di un sistema quantistico. Le loro operazioni hanno mostrato un tasso di successo del 95%, raggiunto grazie anche ad un tempo di coerenza di quasi 10 microsecondi.
David DiVincenzo, professore presso l’Institute of Quantum Information, si è espresso in maniera ottimistica sulle possibilità di IBM di realizzare un computer quantistico. Ovviamente, nonostante i progressi del team IBM Research, ci vorrà ancora del tempo prima di ottenere un computer che abbia una qualche utilità pratica ma i passi avanti fatti da IBM sono davvero straordinari.
