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La tecnologia al silicio può sostituire i superconduttori?

Silicon-based technology could hasten the future of quantum computing.
Credit: Adam Mills, Princeton University

I fisici della   Princeton University che lavorano su una sovvenzione della National Science Foundation degli Stati Uniti hanno esplorato l’uso di tecnologie basate sul silicio nell’informatica quantistica, in particolare come bit quantistici, a volte indicati come qubit. La ricerca promette di accelerare l’uso della tecnologia del silicio come valida alternativa alle tecnologie di calcolo quantistico come i superconduttori o gli ioni intrappolati.

“Il programma Materials Research Science and Engineering Centers di NSF finanzia infrastrutture all’avanguardia come l’Imaging and Analysis Center di Princeton, che è stato fondamentale per il successo di questo studio”, ha affermato Miriam Deutsch, direttrice del programma nella Divisione di ricerca sui materiali di NSF.

Un qubit è la versione quantistica di un bit di computer, la più piccola unità di dati in un computer. I qubit sono codificati con valori binari, ma a differenza di un bit convenzionale, un qubit utilizza i concetti della meccanica quantistica per eseguire compiti.

“In un qubit puoi codificare zeri e uno, ma puoi anche avere sovrapposizioni di questi zeri e uno”, ha affermato Adam Mills, autore principale dello studio .

Sovrapposizione significa che ogni qubit può avere contemporaneamente un valore di uno e zero. La sovrapposizione è fondamentale per la meccanica quantistica e consente ai qubit di eseguire operazioni quasi inimmaginabili.

I fisici hanno raggiunto un livello di fedeltà senza precedenti utilizzando un dispositivo quantistico al silicio a due qubit con risultati che rivaleggiano con le tecnologie concorrenti. I qubit di spin del silicio sono composti da singoli elettroni e misurano in nanometri, rispondendo alla domanda di scalabilità.

“I nostri dispositivi hanno un diametro di appena 100 nanometri, mentre un qubit superconduttore convenzionale è più simile a 300 micron, quindi se vuoi crearne molti su un chip, sarà difficile usare un approccio superconduttore”, ha detto l’autore corrispondente Jason Petta. “Questa tecnologia è in forte aumento e penso che sia solo questione di tempo prima che sorpassi i sistemi superconduttori”.

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