Nel mondo infinitamente piccolo del calcolo quantistico, ogni frazione di secondo conta. La sfida più grande per gli scienziati è sempre stata la fragilità dei suoi mattoni fondamentali, i qubit. Questi bit quantistici sono incredibilmente delicati e tendono a perdere il loro stato, e quindi le informazioni che trasportano, a causa della minima interazione con l'ambiente circostante. Questo fenomeno, noto come decoerenza, è il principale ostacolo sulla via verso computer quantistici potenti e affidabili. Superare questo limite è l'obiettivo di laboratori in tutto il mondo, e recentemente un team di ricerca in Finlandia ha compiuto un passo che potrebbe segnare una svolta.
Un gruppo di scienziati dell'Università Aalto è riuscito a stabilire un nuovo record mondiale per la durata di un qubit superconduttore di tipo "transmon", una delle tecnologie più promettenti del settore. Hanno spinto il suo tempo di coerenza, ovvero il periodo in cui riesce a mantenere il suo stato quantistico, fino a superare il millisecondo, con un valore mediano stabile attorno al mezzo millisecondo. Sebbene un millisecondo possa sembrare un battito di ciglia nella nostra vita quotidiana, per un qubit rappresenta un'era. Questo traguardo supera notevolmente i precedenti record, che si attestavano intorno ai 0,6 millisecondi, e apre le porte a calcoli quantistici molto più complessi prima che gli errori inizino ad accumularsi.
Il successo del team finlandese non è frutto del caso, ma di un processo di fabbricazione meticoloso e quasi ossessivo. I ricercatori hanno utilizzato film superconduttori di una purezza eccezionale e hanno costruito il loro chip in una "camera bianca" altamente controllata per evitare qualsiasi contaminazione. I circuiti sono stati incisi con precisione millimetrica utilizzando la litografia a fascio di elettroni, mentre le giunzioni Josephson, che possono essere considerate il cuore pulsante del qubit, sono state realizzate con un'attenzione maniacale ai dettagli. Una volta assemblato, il chip è stato raffreddato a temperature prossime allo zero assoluto tramite un frigorifero a diluizione, proteggendo così il suo fragile stato quantistico. Le misurazioni, effettuate con un amplificatore speciale per non introdurre "rumore" aggiuntivo, hanno confermato le prestazioni eccezionali e ripetibili di uno dei quattro qubit sul chip.
Questo progresso fondamentale non riguarda solo la costruzione di computer quantistici più potenti, ma avrà benefici a cascata su tutto il settore, accelerando lo sviluppo di sensori quantistici di nuova generazione e di simulatori in grado di modellare sistemi complessi, dalla farmaceutica alla scienza dei materiali. Certo, la strada per sistemi su larga scala con migliaia o milioni di qubit che mantengono tutti questa stabilità è ancora lunga e complessa. Tuttavia, per favorire il progresso collettivo, i ricercatori hanno reso pubblici tutti i dettagli del loro processo di fabbricazione e i protocolli di misurazione, un gesto che incarna lo spirito collaborativo della comunità scientifica e che potrebbe avvicinarci più rapidamente a un futuro in cui le tecnologie quantistiche diventeranno uno strumento pratico e quotidiano.
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