I computer quantistici possono calcolare ogni possibile combinazione acceso/spento, 0/1, nello stesso tempo, il che li rende molto più veloci di quelli attuali, soprattutto quando si tratta di risolvere problemi che coinvolgono le probabilità, come il “code-breaking”, la decifrazione di codici.

La possibilità è data dalla nanotecnologia, da creazioni esotiche come i nanocircuiti superconduttori e i quantum dots. “I dispostivi su nanoscala rappresentano un compromesso tra la meccanica quantistica e la possibilità di controllarla”, dice il fisico Franco Nori della University of Michigan di Ann Arbor che lavora come Frontier Research System per la RIKEN di Tokyo.

I computers convenzionali lavorano rappresentando i dati come 0 e 1, le cifre binarie note come bits. I codici binari vengono definiti via transistors, gli interruttori la cui accensione o spengimento determina i valori 1 o 0. I computer quantistici invece, sfruttano il fenomeno della “superposizione”, che su un livello infinitesimale consente a atomi o elettroni di esistere in due o più luoghi, o di ruotare in direzioni opposte, allo stesso tempo. Computers, ancora solo teorici, in grado di elaborare qubits - quantum bits o bits quantistici - che esistono simultaneamente allo stato acceso e spento, 0 e 1.

La superposizione prensenta però anche grossi problemi di controllo perchè è uno stato della materia estremamente delicato e suscettibile ai disturbi più impercettibili. Uno dei primi esperimenti per creare qubits ha impiegato molecole di cloroformio, i cui componenti sono stati indotti verso la superposizione con campi magnetici e onde radio. “Il problema riguarda la nanofabbricazione”, dice il fisico Albert Chang della Duke University, “e l'implemetazione dei nanocircuiti necessari a rappresentare i qubits”.

Si spera nei quantum dots per sfruttare le proprietà rotatorie degli elettroni, è la cosiddetta “spintronica”. Chang e i suoi colleghi hanno creato qubits riuscendo a trasferire cariche elettriche da un quantum dot ad un altro mediante le rotazioni degli elettroni. Controllando le cariche elettriche, il team ha convertito i quantum dots in qubits.

Un altra via allo studio è quella dei computer quantistici detti di Kane, in onore al fisico Bruce Kane che nel 1998 suggerì l'idea quando si trovava alla University of New South Wales di Sydney: atomi di fosforo disposti su uno strato di silicio di 25 nanometri che si comportano come qubits, dato che gli atomi di fosforo possono rimanere a lungo nello stato di superposizione.

“Per giungere a nanodispositivi quantistici usabili e affidabili, la questione chiave rimane il controllo della superposizione”, dice Chang. Un altra via allo studio è l'utilizzo di nanotubi al carbonio o “nanorods” al silicio come qubits meccanici, che potrebbero garantire una maggiore tenuta della superposizione. Questa notizia è stata divulgata dal periodico on line “Space Daily”.

Istituzione scientifica citata nell'articolo:

Nano World