HOMO CYBERNETICUS

I fisici austriaci annunciano di essere andati oltre i limiti di ciò era attualmente possibile con la computazione quantistica.Il termine entanglement è stato introdotto dal premio Nobel austriaco Erwin Schrödinger nel 1935, e descrive un fenomeno di meccanica quantistica che, mentre può chiaramente essere dimostrato sperimentalmente, non è compreso fino in fondo. Particelle correlate non possono essere definite come singole particelle con stati definiti, ma piuttosto come un sistema complesso.

Attraverso l’uso di bit quantistici, un futuro computer quantistico potrebbe risolvere alcuni problemi ad una velocità molto maggiore rispetto a computer tradizionali. “Il problema è che diventa sempre più difficile comprendere l’entanglement quando ci sono più di due particelle interessate”, afferma Thomas Monz, scienziato del gruppo di ricerca guidato da Rainer Blatt, presso l’Istituto di Fisica Sperimentale dell’Università di Innsbruck. “E ora il nostro esperimento con molte particelle ci fornisce nuove conoscenze su questo fenomeno”, aggiunge Blatt.

Record del mondo: 14 bit quantici

Dal 2005 il gruppo di ricerca di Rainer Blatt detiene il record per il numero di bit quantici “entangled” (collegati) realizzati sperimentalmente. Ad oggi, nessun altro è stato in grado di raggiungere un intreccio controllato di otto particelle, che rappresenta un byte quantistico.

Ora gli scienziati di Innsbruck hanno quasi raddoppiato questo record. Sono stati confinati 14 atomi di calcio in una trappola ionica, che, similmente a quanto avverrebbe in un computer quantistico, hanno poi manipolato con luce laser. Sono stati realizzati gli stati interni di ciascun atomo formato da qubit singoli ed un registro di 14 qubit quantistici. Il registro rappresenta il nucleo di un futuro computer quantistico. Inoltre, i fisici dell’Università di Innsbruck hanno scoperto che il tasso di decadimento degli atomi non è lineare, come previsto, ma è proporzionale al quadrato del numero di qubit. Quando diverse particelle sono collegate tra loro, la sensibilità del sistema aumenta in modo significativo. “Questo processo è noto come super-decoerenza ed è stato osservato raramente nei fenomeni quantistici”, spiega Thomas Monz. Non è solo importante per la costruzione di computer quantistici, ma anche per la costruzione di orologi atomici o per effettuare simulazioni quantistiche.

Aumento del numero di particelle correlate

Ormai i fisici sperimentali di Innsbruck sono riusciti a confinare fino a 64 particelle in una trappola ionica. “Non siamo ancora in grado di intrappolare un numero così elevato di ioni,” dice Thomas Monz. “Tuttavia, i nostri risultati attuali ci forniscono una migliore comprensione circa il comportamento di molte particelle correlate.” E questa conoscenza potrebbe presto consentire loro di intrappolare ancora più atomi.

Alcune settimane fa, il gruppo di ricerca di Rainer Blatt ha comunicato un’altra scoperta importante in questo contesto nella rivista scientifica Nature: i ricercatori hanno mostrato che gli ioni possono essere collegati attraverso un accoppiamento elettromagnetico.

Questo consentirebbe agli scienziati di collegare i registri quantistici con un micro chip. Tutti questi risultati sono importanti passi per rendere le tecnologie quantistiche adatte all’elaborazione delle informazioni in un modo pratico”, secondo Rainer Blatt.