Gli avveniristici computer quantistici suggeriti da Haroche e Wineland

Haroche e Wineland i due freschi premi Nobel per la fisica hanno aperto la strada con le trappole per ioni a una nuova era di esperimenti, dimostrando che è possibile osservare direttamente sistemi quantistici individuali senza distruggerli. Grazie ai loro ingegnosi metodi di laboratorio, i due sono riusciti a misurare e controllare i fragilissimi stati quantistici, permettendo al loro campo di ricerca di compiere i primi passi verso la costruzione di un nuovo tipo di computer superveloci. I loro metodi hanno anche portato alla costruzione di orologi particolarmente precisi, che potrebbero diventare in futuro la base per un nuovo standard nella misurazione tempo, e che sono dotati di una precisione oltre cento volte superiore a quella degli orologi al cesio attuali.

Una delle possibili applicazioni delle trappole per ioni sono i computer quantistici. Nei computer attuali, basati sulla fisica classica, la più piccola unità d’informazione è il bit, che può assumere i valori 1 o 0. In un computer quantistico, invece, l’unità d’informazione – un bit quantistico o qubit – può essere 1 e 0 contemporaneamente. Il gruppo di Wineland è stato il primo a eseguire un’operazione quantistica con due qubit e, in linea di principio, non ci sono ragioni perché il loro numero non possa essere aumentato. L’uso dei qubit al posto dei bit classici velocizzerebbe enormemente i calcoli dei computer ma occorrerà un enorme sforzo ingegneristico, in modo da soddisfare due criteri opposti: i qubit devono essere adeguatamente isolati dall’ambiente, in modo da non distruggere le loro proprietà quantistiche, ma devono anche essere in grado di ‘comunicare’ col mondo esterno per trasmettere i risultati dei loro calcoli. 

Da Oggi Scienza