Un computer quantistico, efficiente e solido, è finalmente una conquista realizzabile, grazie a ricercatori che stanno utilizzando le onde sonore per controllare le informazioni quantistiche degli elettroni. A portare avanti questa ricerca è stato un team internazionale, che ha sperimentato come dirigere il comportamento di un singolo elettrone, attraverso l’invio di onde sonore ad altra frequenza, con l’ausilio di un dispositivo semiconduttore modificato.
Un computer quantistico, sarebbe la soluzione a problemi precedentemente irrisolvibili, come l’entanglement e la sovrapposizione. Ma, per controllare con precisione il comportamento delle particelle quantistiche, bisogna attuare un lavoro immenso. “Ciò che renderebbe così potente un computer quantistico è la sua capacità di ridimensionarsi in modo esponenziale”, ha affermato il coautore Hugo Lepage, dell’Università di Cambridge, teorico dello studio. “In un computer classico, per raddoppiare la quantità di informazioni devi raddoppiare il numero di bit. Ma, in un computer quantistico, si aggiungerebbe solo un bit quantico (qubit) per raddoppiare le informazioni”.
Nel computer quantistico, che Lepage e i suoi colleghi stanno progettando usano lo “spin“ di un elettrone, per memorizzare informazioni quantiche. Lo spin è una proprietà intrinseca delle particelle e può essere interpretato come un momento angolare di un corpo o di una particella intorno al suo asse. “Sfruttare lo spin per alimentare un computer, è un criterio migliore rispetto all’utilizzo della superconduttività, poiché le interazioni di spin sono stabilite dalle leggi della natura“, ha affermato Lepage. L’uso di spin consente di integrare più facilmente le informazioni quantistiche con i sistemi esistenti.
Un efficienza che sfiora il 100% del controllo di un elettrone
Il dispositivo, che è stato testato sperimentalmente dai ricercatori, misura solo pochi micrometri. Ponendo cancelli metallici su un semiconduttore, e applicando una tensione, si è potuto generare un campo elettrico complesso. Il passo successivo è stato quello di dirigere onde sonore ad alta frequenza sul dispositivo, facendolo vibrare e distorcere, come un piccolo terremoto.
Mentre le onde sonore si propagano, intrappolano gli elettroni, spingendoli attraverso il dispositivo in un modo preciso, come se gli elettroni stessero “navigando” sulle onde sonore. I ricercatori sono stati in grado di controllare il comportamento di un singolo elettrone con un’efficienza del 99,5%. Nei prossimi mesi, i ricercatori inizieranno a testare il dispositivo con più elettroni, il che porterebbe un ulteriore passo avanti verso un computer quantico funzionante.
