Un team di ricercatori ha creato una versione avanzata del silicio che potrebbe essere utilizzata come base per la prossima generazione di computer.
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La nuova tecnologia rivoluzionaria è descritta come una forma estremamente pura di silicio, il materiale semiconduttore utilizzato nei computer tradizionali, ed è stata dettagliata in un nuovo studio pubblicato sulla rivista Nature Communications Materials. Secondo lo studio, la nuova forma di silicio potrebbe essere utilizzata per portare il calcolo quantistico su hardware basato sul silicio, rendendo questi potenti computer di prossima generazione molto più accessibili a tutti.
Una spiegazione rudimentale dell’informatica quantistica è la seguente. I computer tradizionali funzionano codificando in binario, 1 o 0. Un computer quantistico può codificare i dati separatamente e sia in 1 che in 0, o in ciò che viene chiamato qubit, sovrapposizione di entrambi questi stati. Questo stato si chiama “coerenza” e consente l'elaborazione dei calcoli molto più velocemente rispetto alle forme tradizionali di codifica. Tuttavia, l'informatica quantistica presenta le sue sfide, come hanno dimostrato i qubit “rumoroso,” il che significa che elementi esterni possono facilmente interferire con la stabilità dello stato quantistico dei dati.
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4I ricercatori hanno scoperto che i qubit possono uscire dalla sovrapposizione con i cambiamenti di temperatura, portando alla scoperta che i qubit sono più stabili a temperature prossime allo zero assoluto. Nel caso in cui lo stato quantistico vada in pezzi a causa dell'interferenza, tutte le informazioni vanno perse.
I qubit sono generalmente realizzati utilizzando metalli superconduttori, ma il team dietro lo studio ha proposto di utilizzare materiali semiconduttori come il silicio. Sfortunatamente, le impurità all’interno dei materiali semiconduttori possono causare decoerenza durante le operazioni di calcolo quantistico. Tuttavia, il team ha proposto di creare un qubit in silicio-28, descritto come “il silicio più puro al mondo“.
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“Ciò che siamo riusciti a fare è creare effettivamente un “mattone” fondamentale necessario per costruire un computer quantistico basato sul silicio,“, ha detto in una nota l'autore principale dello studio Richard Curry, professore di materiali elettronici avanzati all'Università di Manchester. “È un passo cruciale per rendere fattibile una tecnologia che ha il potenziale di trasformare il genere umano.“
Se il silicio appena proposto fosse in grado di fornire calcoli quantistici stabili, in teoria potrebbe essere prodotto in serie mediante piani di fabbricazione di semiconduttori già esistenti in tutto il mondo, portando a un’adozione molto più rapida del calcolo quantistico.
“Ora che possiamo produrre silicio-28 estremamente puro, il nostro prossimo passo sarà dimostrare che possiamo sostenere la coerenza quantistica per molti qubit simultaneamente,“, ha affermato nella dichiarazione il co-supervisore del progetto David Jamieson, professore di fisica all'Università di Melbourne. “Un computer quantistico affidabile con soli 30 qubit supererebbe la potenza dei supercomputer odierni per alcune applicazioni.“