Ricercatori tedeschi del Max Planck Institute for Quantum Physics e della Ludwig Maximilians University sostengono di aver trovato il modo di controllare gli stati quantistici di singoli atomi intrappolati in un microchip.

Se confermato, sarebbe un decisivo passo in avanti verso la realizzazione di dispositivi atomici, molto più accurati di quelli elettronici, e di computer quantistici. I computer quantistici, in teoria, tratterebbero informazioni contenute in singoli atomi sfruttando le “bizzarre” proprietà della fisica quantistica (delle particelle) per conseguire un alto numero di "computazioni" in tempo molto più brevi.

Ogni atomo è caratterizzato da uno “stato quantico”, ovvero da una serie di caratteristiche fisiche: contenuto energetico, moto, direzione dell'asse di rotazione, campo magnetico e altre grandezze particolari. A queste grandezze, espresse da numeri semplici, può essere associata una informazione, come avviene per i computer attuali che processano informazione sotto forma di grandezze elettroniche tradotte in “bit”.

Le informazioni associate agli stati quantici vengono invece definite “qubit”. I ricercatori sono riusciti a “catturarle” sulla superficie del loro microchip, a temperatura ambiente, sfruttando dei campi magnetici. In particolare degli atomi neutrali da 5 a 130 micron. Il chip riesce a preservare le “informazioni quantiche” per poco più di un secondo, un tempo sufficiente a processarle.

Si tratta di scegliere il giusto “tratto” quantico tra i vari sottili sotto-livelli dell'energia atomica, del suo “stato informatico”.

Considerando che nei chips di un ipotetico futuro computer quantistico, sarà possibile integrare le “informazioni quantiche”, o qubit, di migliaia di atomi, la maggiore sfida che si presenta di fronte a questa possibilità fantarealistica è come governare una situazione che tende, per natura, ad essere molto, molto instabile.

Per il momento, secondo i ricercatori, con questo metodo sarà possibile realizzare un mini-orologio atomico entro tre anni. Mentre per un processore quantistico occorreranno ancora 10 anni.

Fonte: Technology Research News

Istituzioni scientifiche citate nell'articolo:

Max Planck Institute for Quantum Physics

Ludwig-Maximilians-Universität München

E-mail: Alessio Mannucci