Il mondo della tecnologia quantistica ha recentemente assistito a un progresso significativo grazie alla ricerca condotta da un team di scienziati dell’Università di Chicago, del Laboratorio Nazionale di Argonne e dell’Università di Cambridge. Questo sviluppo potrebbe rappresentare un passo avanti cruciale verso la realizzazione di reti quantistiche pratiche e accessibili.
Il Breakthrough nella Ricerca Quantistica
La ricerca, sostenuta dal centro di ricerca quantistica Q-NEXT, ha portato alla creazione di qubit più economici e controllabili attraverso il ”tiraggio” di sottili film di diamante. Questa innovazione potrebbe ridurre notevolmente i costi e la complessità delle infrastrutture necessarie per le future reti quantistiche.
La Tecnica del “Tiraggio”
La tecnica sviluppata dai ricercatori consiste nel “tirare” i film di diamante a livello molecolare, posizionandoli su vetro caldo. Mentre il vetro si raffredda, si contrae più lentamente rispetto al diamante, allungando leggermente la struttura atomica del diamante stesso. Questo processo ha l’effetto di aumentare la temperatura operativa dei sistemi, rendendo meno intensivo l’uso di risorse per il loro funzionamento.
Impatti Tecnologici Significativi
Questo “tiraggio” ha effetti notevoli sul comportamento del materiale. I qubit possono ora mantenere la loro coerenza a temperature fino a 4 Kelvin, una temperatura ancora molto bassa, ma raggiungibile con attrezzature meno specializzate. Inoltre, la modifica rende possibile controllare i qubit con microonde, aumentando la fedeltà del sistema fino al 99%.
Il Futuro delle Reti Quantistiche
Questi risultati, pubblicati il 29 novembre sulla rivista Physical Review X, potrebbero rendere le future reti quantistiche più fattibili e meno onerose in termini di risorse e infrastrutture.
Qubit a Base di Diamante
I qubit a base di diamante, noti come centri di colore del Gruppo IV, sono promettenti per la loro capacità di mantenere l’entanglement quantistico per periodi relativamente lunghi. Tuttavia, per farlo, devono essere raffreddati a temperature vicine allo zero assoluto. La nuova tecnica permette di superare questa sfida, aprendo la strada allo sviluppo di dispositivi basati su diamante per le reti quantistiche.
Collaborazione e Supporto alla Ricerca
La ricerca ha visto la collaborazione di scienziati del Laboratorio Nazionale di Argonne, affiliato al Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti e all’Università di Chicago, e dell’Università di Cambridge. Il lavoro è stato supportato da numerose istituzioni, tra cui l’Air Force Office of Scientific Research, il National Quantum Information Science Research Center Q-NEXT, l’ERC Advanced Grant PEDASTAL, e molti altri.
In conclusione, il recente progresso nel campo dei qubit di diamante rappresenta una svolta potenzialmente rivoluzionaria per le reti quantistiche. Con la possibilità di operare a temperature più elevate e con un controllo più semplice e affidabile, il futuro delle comunicazioni e del calcolo quantistico appare sempre più vicino.
