Altro che “più veloce del tuo vecchio computer”: qui parliamo di un salto di mille volte in avanti. I ricercatori della Northeastern University hanno appena dimostrato un interruttore quantistico che potrebbe mandare il caro vecchio silicio in pensione. E no, non è solo teoria da laboratorio.
Come funziona questo interruttore quantistico?
Tutto ruota attorno a un materiale chiamato 1T-TaS₂, un composto quantistico in grado di cambiare stato elettronico su richiesta. In pratica, può comportarsi come un metallo super-conduttivo o come un perfetto isolante, semplicemente in base alla temperatura o alla luce a cui è esposto.
Questo cambio di stato — detto thermal quenching — avviene alla velocità della luce, letteralmente. Ed è qui che sta la rivoluzione: non solo il materiale è istantaneo nel passare da “on” a “off”, ma può farlo miliardi di volte al secondo, portando i processori dai classici gigahertz ai terahertz.
“Stiamo usando la luce per controllare le proprietà dei materiali alla velocità massima permessa dalla fisica,” ha spiegato Gregory Fiete, fisico e co-autore dello studio.
Perché il silicio non basta più
Il silicio è la base dell’informatica da decenni. Ma con dispositivi sempre più piccoli, sottili e potenti, siamo vicini al limite fisico di ciò che può fare. Non si tratta solo di velocità: miniaturizzare ulteriormente i chip in silicio richiede strutture 3D complesse, costose, e comunque limitate.
“Oggi, per aumentare la potenza, stiamo impilando chip in verticale. Ma siamo a un punto dove serve un nuovo paradigma,” ha detto Fiete.
E quel paradigma potrebbe essere proprio il controllo quantistico dei materiali.
Una sola materia per fare tutto
La cosa più elegante? Questo nuovo materiale fa tutto da solo. Con la luce, può passare dallo stato conduttivo a quello isolante, eliminando il bisogno di interfacce complesse tra componenti. Addio a progetti intricati e accrocchi di materiali diversi: qui basta un singolo materiale controllato con un raggio di luce.
“Risolviamo un problema ingegneristico eliminando le interfacce. E lo facciamo in un ampio intervallo di temperature,” ha detto Fiete.
Il futuro? Ultra-veloce e ultra-piccolo
Il team guidato da Alberto De la Torre ha ottenuto questo effetto non solo a temperature criogeniche, ma vicino alla temperatura ambiente. Un dettaglio chiave: significa che non serve un laboratorio da milioni di dollari per usare questi materiali. Potrebbero finire, un giorno, nei nostri smartphone, computer e dispositivi portatili.
La scoperta è paragonabile, per impatto potenziale, all’invenzione dei transistor. Non è esagerazione: stiamo parlando di una svolta nel modo stesso in cui progettiamo l’elettronica.
E se il prossimo salto tecnologico non fosse il quantum computing, ma i quantum materials?
La gara è aperta. Alcuni laboratori, come quello della Rice University, stanno già sviluppando nuovi materiali quantistici con proprietà elettroniche inedite, regolabili a livello atomico.
E con scoperte come quella del 1T-TaS₂, non è più questione di “se”, ma di “quando”.
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