AlmAck

Ricercatori giapponesi hanno annunciato di aver sviluppato una nuova tecnologia che permette l'implementazione di un piccolo circuito quantico (vedi figura in basso), che potrebbe costituire la base della costruzione di un vero e proprio elaboratore.
I risultati dello sforzo congiunto di NEC, Institute of Physical and Chemical Research (RIKEN) e della Japan Science and Technology Agency (JST), sono stati pubblicati nell'ultimo numero della rivista Science.

Uno dei problemi fondamentali che la ricerca deve affrontare nella realizzazione dei computer quantici è la decoerenza: a causa dell'interazione con l'ambiente o con altre parti dei circuiti, i qubit (l'equivalente dei bit, informazione base dell'elettronica digitale) tendono ad alterare il proprio stato e risultare inutilizzabili. Trasferire una informazione da un qubit all'altro può risultare complesso: al termine dell'operazione, che fino ad oggi comprendeva un collegamento diretto tra i due elementi, lo stato di entrambi risulta mutato impedendo ulteriori passi.

Gli scienziati giapponesi hanno invece escogitato un nuovo sistema in tre stadi che elimina il problema: grazie all'adozione di un terzo qubit, che funge da archivio temporaneo, e controllando il sistema con impulsi di microonde, sono riusciti a ridurre drasticamente il tempo necessario allo svolgersi dell'operazione, portandola a termine con successo.

Un qubit non è limitato ai consueti stati 1 e 0 dell'elettronica digitale, ma aggiunge anche uno stato "superposition" che in qualche modo equivale a zero ed uno contemporaneamente. Il circuito nipponico fino ad oggi è stato in grado di copiare lo stato "superposition" da un qubit all'altro, mentre non è ancora in grado di svolgere altre operazioni.

Tsai Jawshen, a capo dell'equipe che si occupa del progetto per conto di NEC, si è detto entusiasta dei risultati fin qui ottenuti: non solo il loro sistema ha rispettato tutte le previsioni durante gli esperimenti, ma il suo design lo rende estremamente scalabile. I ricercatori si augurano di riuscire a sviluppare un sistema in cinque stadi entro la fine dell'anno, capace probabilmente di implementare alcune funzioni logiche elementari.

Non si tratta del primo successo in questo campo: lo scorso dicembre il gruppo di ricercatori dell'Università di Berkeley guidato da John Clarke aveva pubblicato, sempre sulle pagine di Science, il risultato di studi analoghi sul controllo di una coppia di qubit. L'approccio degli americani era tuttavia differente e, per ammissione dello stesso Clarke (interpellato da Wired), il circuito giapponese potrebbe avere alcuni vantaggi nella gestione del fattore decoerenza.

La realizzazione di un vero e proprio quantum computer è ancora distante. Al momento, la migliore implementazione è quella presentata lo scorso febbraio da D-Wave System, che incorpora ben 16 qubit: ne occorreranno molti di più per superare le attuali capacità di un supercomputer ma, se le promesse saranno rispettate, queste macchine saranno un giorno in grado di surclassare la capacità elaborativa di qualsiasi dispositivo tradizionale.

Luca Annunziata
punto-informatico.it