In Svizzera nasce un innovativo chip quantistico ispirato al funzionamento delle corde di una chitarra

Un gruppo di ricercatori della Scuola Politecnica Federale di Zurigo (ETH Zurich) ha sviluppato un innovativo chip quantistico che sfrutta le microvibrazioni acustiche per immagazzinare informazioni. La tecnologia rappresenta un passo avanti nella ricerca sui computer quantistici e potrebbe contribuire a superare uno degli ostacoli più importanti del settore: la realizzazione di una memoria quantistica efficiente e ad alta capacità.

Il progetto introduce un approccio differente rispetto alle architetture tradizionali, separando le operazioni di calcolo dalla memorizzazione dei dati, in modo simile a quanto avviene nei computer convenzionali.

Un sistema che sfrutta le vibrazioni come una corda di chitarra

Il cuore del dispositivo è costituito da un qubit superconduttore, responsabile dell’elaborazione delle informazioni, affiancato da un risonatore acustico HBAR (High Overtone Bulk Acoustic Resonator) di dimensioni estremamente ridotte, paragonabili a quelle di un’unghia.

Questo risonatore è in grado di sostenere numerose modalità di vibrazione, ognuna delle quali può essere utilizzata per conservare informazioni quantistiche. I ricercatori spiegano il funzionamento attraverso un paragone intuitivo: proprio come una corda di chitarra produce note differenti in base al modo in cui vibra, anche il risonatore può assumere diversi stati vibrazionali utilizzati per rappresentare dati quantistici.

Il qubit legge lo stato della vibrazione, lo modifica quando necessario e lo riscrive, creando un sistema che distingue chiaramente la fase di elaborazione da quella di archiviazione.

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Chip più piccoli e memoria quantistica più capiente

Uno dei principali vantaggi di questa soluzione deriva dalle proprietà delle onde acustiche, che possiedono una lunghezza d’onda circa 100.000 volte inferiore rispetto a quella delle onde elettromagnetiche impiegate in altre tecnologie. Questa caratteristica permette di concentrare un numero molto maggiore di elementi all’interno dello stesso spazio, favorendo la realizzazione di chip quantistici estremamente compatti.

Secondo i ricercatori, questa architettura potrebbe aprire la strada allo sviluppo di una vera QRAM (Quantum Random Access Memory), una memoria quantistica con una capacità di archiviazione significativamente superiore rispetto alle soluzioni attualmente disponibili.

Sebbene siano ancora necessari ulteriori sviluppi prima di un impiego commerciale, il risultato rappresenta un importante contributo alla progettazione della prossima generazione di computer quantistici, destinati ad affrontare problemi che oggi risultano proibitivi anche per i supercomputer più potenti.

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