Microsoft ha annunciato di aver raggiunto un’importante pietra miliare nella ricerca sui qubit topologici, un approccio innovativo che potrebbe rendere i computer quantistici più stabili e scalabili. Dopo anni di sviluppo e alcune battute d’arresto, l’azienda sostiene di essere sulla buona strada per costruire un computer quantistico tollerante agli errori.
Cosa sono i qubit topologici, un nuovo paradigma per i computer quantistici
Le attuali tecnologie quantistiche, come i qubit superconduttori utilizzati da Google e IBM, richiedono un elevato numero di qubit aggiuntivi per correggere errori. Questo limite complica la realizzazione di sistemi sufficientemente grandi da svolgere calcoli utili. Microsoft punta su una strategia diversa: i qubit topologici, che potrebbero ridurre la necessità di correzione degli errori grazie alla loro maggiore stabilità intrinseca.
Per ottenere questo risultato, l’azienda ha lavorato sulla creazione di quasiparticelle di Majorana, entità che non esistono in natura ma emergono in specifiche condizioni fisiche. Dopo anni di ricerca, il team di Microsoft afferma di aver raggiunto un livello di validazione fondamentale, supportato da uno studio pubblicato su Nature.
I qubit quantistici si basano su stati estremamente fragili, che devono essere mantenuti intatti per eseguire calcoli affidabili. Gli scienziati teorizzano da tempo che i qubit topologici, basati su complessi intrecci matematici, potrebbero offrire una maggiore protezione contro gli errori. Tuttavia, per realizzarli, è necessario creare un nuovo stato della materia mai osservato prima.
Microsoft ha cercato di riprodurre questo stato attraverso una combinazione di nanofili di arseniuro di indio e superconduttori di alluminio. In condizioni estreme, questo sistema potrebbe permettere la formazione delle quasiparticelle di Majorana, che garantirebbero una stabilità superiore rispetto ai qubit tradizionali.
Uno studio pubblicato nel 2023 su Physical Review B ha fornito i primi segnali positivi, suggerendo che il sistema superava un protocollo di verifica per la presenza delle Majorana. Ora, il nuovo articolo su Nature afferma che gli scienziati sono riusciti a leggere lo stato quantistico delle nanofili, confermando la presenza di elettroni non accoppiati, un elemento chiave per la costruzione dei qubit topologici.
Ma c’è ancora molta strada da fare
Nonostante l’ottimismo di Microsoft, la comunità scientifica rimane prudente. Alcuni ricercatori, come il fisico Henry Legg dell’Università di St Andrews, sottolineano che potrebbero esserci altri fenomeni fisici che imitano il comportamento delle Majorana. La mancanza di dati riproducibili e verificabili da altri gruppi di ricerca rappresenta un ostacolo alla piena accettazione del risultato.
Tuttavia, alcuni esperti vedono con favore i progressi annunciati. Travis Humble, direttore del Quantum Science Center presso il Oak Ridge National Laboratory, ritiene che lo studio sia un primo passo incoraggiante verso la creazione di qubit topologici, pur riconoscendo che restano molte sfide da superare.
Attualmente, Microsoft sta lavorando su chip contenenti otto qubit topologici, mentre altre aziende hanno già realizzato sistemi con oltre mille qubit basati su tecnologie più tradizionali. Nonostante questo apparente ritardo, gli scienziati dell’azienda credono che il loro approccio possa accelerare la scalabilità una volta confermata la fattibilità della tecnologia.
Il progetto di Microsoft ha ottenuto anche il supporto della DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), che finanzia ricerche sulle tecnologie quantistiche emergenti. Questo sostegno potrebbe offrire all’azienda un vantaggio nel lungo termine, aiutandola a competere con colossi come Google e IBM.
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