Scoperto un nuovo ostacolo sulla strada che porta ai computer quantistici: la radiazione naturale

La stabilitá del qbit è l’elemento chiave per realizzare concretamente e pienamente il poteziale del calcolo quantistico. Coerenza è la definizione tecnica della stabilitá.

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Gli scienziati hanno trovato un nuovo ostacolo nel percorso per raggiungere questo obiettivo: la radiazione naturale. Questa è quella che viene generata da fonti che si trovano in natura e varia da un luogo all’altro, in funzione delle caratteristiche geologiche e dell’altitudine.
A seguito di alcuni problemi di decorenza dei qubit superconduttori gli scienziati hanno effettuato alcuni esperimenti per alterare il livello di radiazione naturale attorno ad essi  scoprendo che essa rompe un legame quantistico chiave chiamato coppia di elettroni di Cooper.
Le particelle quantistiche si dividono in fermioni e bosoni, a seconda del valore (intero o semi intero) di una proprietà chiamata spin. Gli elettroni sono dei fermioni e quando si muovono da soli in un metallo si scontrano tra loro perché non possono occupare lo stesso spazio; invece quando si uniscono in una coppia di Cooper si comportano come bosoni  (che possono scivolare l’uno nell’altro) e si coordinano con altre coppie di Cooper riducendo la resistenza a zero. Ed ecco un superconduttore.
“La radiazione naturale rompe le coppie di elettroni, che, in genere, trasportano corrente elettrica senza resistenza in un superconduttore”- ha spiegato il fisico Brent Van Devender del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) sottolineando che  “la resistenza di quegli elettroni spaiati distrugge lo stato delicatamente preparato di un qubit.”

Moltissime operazioni contemporaneamente con i computer quantistici

I computer classici possono essere interrotti dagli stessi problemi che interessano i qubit, ma gli stati quantistici sono molto più delicati e sensibili. Uno dei motivi per cui ad oggi non si dispone  di computer quantistici su vasta scala è che nessuno può mantenere stabili i qubit per più di pochi millisecondi alla volta.
Se questo punto potesse essere migliorato i vantaggi in termini di potenza di calcolo potrebbero essere enormi: mentre i bit di calcolo classici possono essere impostati solo come 1 o 0, i qubit possono essere impostati come 1, 0 – o entrambi allo stesso tempo (sovrapposizione).
Il principio di sovrapposizione consente di superare il dualismo acceso/spento e di veicolare molta più informazione: una particella quantistica può rappresentare contemporaneamente più stati. Il qubit, insomma, permette di parallelizzare i calcoli, cioè di svolgere moltissime operazioni contemporaneamente.
Gli scienziati sono stati in grado di fare accadere questo ,solo per un brevissimo lasso di tempo e in un ambiente strettamente controllato. Molti ricercatori  sono impegnati nella sfida di capire come trasformare il calcolo quantistico in realtà e adesso è stato fatto un passo in avanti lugo questa strada.
Infatti, affermano gli scienziati, schermare i qubit per evitare le influenze della radiazione naturale sarà uno dei passi obbligati per la produzione di computer quantistici.
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