I computer quantistici rappresentano il futuro del calcolo, ma la loro diffusione è ancora frenata da un ostacolo enorme: l’estrema fragilità dei qubit, le unità fondamentali che li compongono e basta una variazione di temperatura, un campo magnetico o persino una microscopica vibrazione per far perdere ai qubit il loro stato quantico, compromettendo così la capacità di eseguire calcoli complessi.
Ora, un gruppo di ricercatori della Chalmers University of Technology (Svezia), in collaborazione con Aalto University e Università di Helsinki (Finlandia), ha sviluppato un nuovo materiale quantistico in grado di resistere ai disturbi esterni; la scoperta, pubblicata su Physical Review Letters, potrebbe aprire la strada a quantum computer finalmente stabili e utilizzabili nella pratica.
Cosa rende speciale questo materiale per i computer quantistici?
Nella fisica quantistica, gli stati che emergono dalla struttura intrinseca del materiale vengono definiti eccitazioni topologiche: sono molto più stabili rispetto ad altri stati quantistici e quindi ideali per i qubit. Il problema è sempre stato trovare materiali in grado di supportarli naturalmente.
Il team guidato da Guangze Chen, ricercatore in fisica quantistica applicata, ha creato un materiale che mostra proprio questo tipo di robustezza. “È un tipo completamente nuovo di materiale quantistico esotico“, spiega Chen. “Riesce a mantenere le sue proprietà quantiche anche sotto l’effetto di disturbi esterni, rendendo i computer quantistici molto più pratici e affidabili.“
La chiave? Il magnetismo
Finora la ricerca si è basata su un’interazione rara chiamata accoppiamento spin–orbita, difficile da applicare su larga scala. La novità di questo studio è l’uso del magnetismo, un ingrediente molto più comune e accessibile.
“Il vantaggio del nostro approccio“, continua Chen, “è che il magnetismo esiste naturalmente in molti materiali. È come cucinare con ingredienti che hai già in dispensa, invece che con spezie rare e costose. Questo ci permette di esplorare un numero molto più ampio di materiali, inclusi quelli finora ignorati.“
Verso i computer quantistici di nuova generazione
Per rendere ancora più rapida la ricerca, gli studiosi hanno sviluppato anche un nuovo strumento di calcolo capace di misurare direttamente quanto un materiale esibisca proprietà topologiche.
L’obiettivo finale? Creare piattaforme per computer quantistici costruite su materiali naturalmente resistenti ai disturbi, un passo decisivo per trasformare il quantum computing da promessa a realtà concreta.
