Come un’innovazione ottica può rivoluzionare il calcolo quantistico?

Il calcolo quantistico rappresenta una delle frontiere più avanzate nel campo dell’elaborazione dati, promettendo di rivoluzionare il modo in cui affrontiamo problemi complessi. Di recente, gli scienziati dell’Institute of Science and Technology in Austria (ISTA) hanno segnato un traguardo importante, riuscendo a implementare una tecnica per leggere i qubit superconduttori in modo interamente ottico. Questo progresso potrebbe superare uno dei principali ostacoli allo sviluppo di computer quantistici pratici: la necessità di operare a temperature prossime allo zero assoluto. Tradizionalmente, i qubit superconduttori richiedono costose infrastrutture di raffreddamento criogenico, ma l’utilizzo di segnali ottici potrebbe eliminare questa limitazione. I segnali ottici offrono un’elevata larghezza di banda e possono propagarsi con perdite minime, rendendo possibile la comunicazione tra i qubit attraverso la rete in fibra ottica esistente. Un trasduttore elettro-ottico converte i segnali ottici in frequenze di microonde comprensibili dai qubit, permettendo loro di comunicare con il mondo esterno senza perdere la superconduttività.

Teletrasporto quantistico: una rivoluzione nella comunicazione

Attraverso una ricerca innovativa, alcuni scienziati dell’Università di Oxford sono riusciti a realizzare il teletrasporto quantistico tra due unità calcolative quantistiche distinte. Questa scoperta evidenzia la possibilità di remote configurazioni di moduli quantistici senza sacrificarne l’efficienza. Il teletrasporto quantistico si fonda sullo stato di correlazione esistente tra particelle separate, noto come entanglement. Misurando lo stato di una particella, si determina istantaneamente lo stato dell’altra, indipendentemente dalla distanza. Nell’esperimento, i ricercatori hanno intessuto uno stato di entanglement tra particelle all’interno di due unità quantistiche separate, consentendo il trasferimento informativo a livello quantistico senza spostamento fisico delle particelle. Questo progresso potrebbe portare allo sviluppo di supercomputer quantistici modulabili, nei quali vari processori si collegano tramite connessioni quantistiche, garantendo una migliore scalabilità e adattabilità rispetto agli approcci tradizionali monolitici.

Applicazioni mediche e oltre: il futuro del calcolo quantistico

La potenza dei computer quantistici connessi da “ponti di luce” promette diagnosi precoci, come tumori a due sole cellule, e un salto epocale in medicina, comunicazioni e calcolo. Immaginate di poter sapere in tempo reale la formazione di una cellula tumorale nel vostro corpo prima ancora del vostro sistema immunitario. Questo è solo uno degli esempi delle potenzialità rivoluzionarie del calcolo quantistico. In Italia, sono stati istituiti cinque nuovi centri di ricerca quantistica, sostenuti dai finanziamenti del Pnrr, che stanno esplorando queste possibilità. La capacità di simulare il comportamento di molecole complesse e di sviluppare un’internet quantistica potrebbe trasformare radicalmente vari settori, dall’ambito diagnostico a quello delle comunicazioni.