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Una rappresentazione artistica dell'array di 6.100 qubit di atomi neutri del Caltech.

Una delle scoperte scientifiche più significative del 2025 proviene dal campo del calcolo quantistico. I fisici del Caltech hanno annunciato la creazione del più grande array di qubit mai assemblato: un sistema con oltre 6.100 qubit di atomi neutri. Questa pietra miliare, pubblicata su Nature, rappresenta un passo da gigante verso la realizzazione di computer quantistici su larga scala e con correzione degli errori, affrontando una delle sfide più grandi del settore: la scalabilità. LEGGI TUTTO

Superare la sfida della scalabilità
Mentre i computer classici operano con bit (0 o 1), i computer quantistici usano i qubit, che possono esistere in una sovrapposizione di entrambi gli stati, permettendo calcoli estremamente complessi. Per costruire un computer quantistico robusto, sono necessari un numero enorme di qubit fisici per codificare un singolo qubit logico con correzione degli errori. L'array da 6.100 qubit del Caltech, che supera di un ordine di grandezza i sistemi precedenti, dimostra che la scalabilità su questa scala è ora una prospettiva realistica.

Quantità e qualità: il segreto del successo
La metodologia si basa sulla tecnica delle "pinzette ottiche", utilizzando raggi laser per intrappolare migliaia di singoli atomi di cesio in una griglia, dove ogni atomo funge da qubit. La vera innovazione risiede nell'aver raggiunto questa scalabilità senza sacrificare la qualità. I ricercatori hanno dimostrato un tempo di coerenza record di 12.6 secondi, ovvero il tempo in cui i qubit mantengono il loro fragile stato quantistico, quasi dieci volte superiore ai sistemi precedenti. Inoltre, hanno raggiunto un'accuratezza nella manipolazione dei singoli qubit superiore al 99.99%.

Le implicazioni per il futuro
Una delle sfide future è l'implementazione dell'entanglement su larga scala, il fenomeno che conferisce ai computer quantistici la loro straordinaria potenza. Sebbene l'array non sia ancora un computer quantistico funzionante, rappresenta la posa delle fondamenta necessarie. Le implicazioni sono profonde: la piattaforma basata su atomi neutri è un candidato promettente per computer quantistici tolleranti agli errori, che potrebbero rivoluzionare campi come la scoperta di farmaci, la finanza e l'intelligenza artificiale.

Sebbene la strada sia ancora lunga, la creazione di questo array da record segna un momento entusiasmante e un passo concreto verso il futuro del calcolo quantistico, un futuro in cui problemi oggi intrattabili potranno essere risolti.

Un rendering del nuovo processore quantistico di Google che promette prestazioni inimmaginabili.

L'informatica quantistica, un tempo relegata ai laboratori di ricerca e a macchinari grandi come una stanza, sta per fare un balzo in avanti che potrebbe portarla direttamente nelle nostre tasche. Google ha annunciato di essere a un punto di svolta nello sviluppo di un processore quantistico abbastanza piccolo ed efficiente da poter essere integrato, in futuro, nei dispositivi mobili come smartphone e tablet, aprendo scenari tecnologici fino a ieri fantascientifici.


Cos'è un processore quantistico e perché è diverso?
A differenza dei processori classici che utilizzano i bit (che possono essere 0 o 1), i processori quantistici usano i qubit. Grazie a principi della meccanica quantistica come la sovrapposizione e l'entanglement, un qubit può rappresentare sia 0 che 1 contemporaneamente, e più qubit possono essere legati tra loro in modo che lo stato di uno influenzi istantaneamente quello dell'altro, anche a distanza. Questa capacità di calcolo parallelo esponenziale permette di risolvere problemi oggi impossibili per i supercomputer più potenti.

L'idea di avere questa potenza in uno smartphone è sbalorditiva. Immaginate un'intelligenza artificiale in grado di apprendere e ragionare in tempo reale direttamente sul dispositivo, senza bisogno di una connessione a un server remoto. La sicurezza raggiungerebbe livelli di inviolabilità assoluta grazie a protocolli di crittografia quantistica, e le capacità di elaborazione grafica e di calcolo scientifico supererebbero di gran lunga quelle dei migliori computer desktop attuali.

Le sfide da superare e le specifiche attuali
Ovviamente, la strada è ancora lunga. Le principali sfide riguardano il mantenimento della coerenza quantistica (i qubit sono estremamente sensibili a disturbi esterni come calore e vibrazioni) e la miniaturizzazione dei sistemi di raffreddamento, che attualmente richiedono temperature vicine allo zero assoluto. Tuttavia, il team di Google AI Quantum ha fatto passi da gigante, creando un prototipo che, sebbene ancora lontano dalla produzione di massa, dimostra la fattibilità del concetto.

Ecco alcune specifiche teoriche del prototipo attuale:

• Numero di Qubit: Si parla di un chip che varia dai 50 ai 70 qubit logici, un numero impressionante per le dimensioni ridotte.


• Temperatura operativa: Anche se ancora criogenica, è stata portata a pochi gradi sopra lo zero assoluto, un miglioramento significativo rispetto ai millikelvin richiesti in passato.


• Materiali: Utilizzo di superconduttori innovativi che permettono una maggiore stabilità dei qubit.


• Dimensioni: Il die del processore è comparabile a quello di un moderno SoC (System on a Chip) per smartphone di fascia alta.

Il passaggio dal silicio a questi nuovi materiali e architetture rappresenta una rivoluzione copernicana nel mondo della tecnologia. Sebbene i primi dispositivi consumer siano ancora a diversi anni di distanza, questo annuncio segna l'inizio di una nuova era per l'informatica mobile.

In conclusione, anche se preferisco la concretezza e l'accessibilità degli attuali smartphone Android, che offrono un rapporto qualità-prezzo imbattibile rispetto alle alternative più costose, è innegabile che l'orizzonte tracciato da Google con i processori quantistici sia affascinante. Stiamo assistendo in diretta alla nascita della tecnologia che definirà il prossimo decennio.

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