Batteria quantistica teoricamente prevista costruita
Sembra una specie di "Star Trek", ma ora è stata costruita: la batteria di fase quantistica. È stata progettata per manipolare i qubit nei computer quantistici superconduttori.
Nel mese di giugno, esperti spagnoli e italiani hanno presentato un componente che in precedenza era stato previsto solo in teoria e che potrebbe essere fondamentale per i futuri computer quantistici. Genera una differenza di fase permanente tra due punti di un circuito superconduttore, proprio come una batteria convenzionale genera una tensione in un circuito normale. La batteria a fase quantica potrebbe svolgere un ruolo simile per alcune tecnologie quantistiche, proprio come un circuito classico che agisce solo quando viene applicata una tensione.
Un team guidato da Francesco Giazotto del National Enterprise for nanoScience and nanoTechnology (NEST) di Pisa ha ora realizzato la tecnologia che era stata teoricamente prevista nel 2014. Come riporta il team in "Nature Nanotechnology", la batteria è costituita da un nanofilo fatto di semiconduttore arseniuro di indio (InAs), collegato a contatti superconduttori. Il cambiamento della funzione d'onda che ne deriva si basa sull'effetto Josephson anomalo. Gli spin e i campi magnetici agiscono sulla corrente superconduttrice e generano lo spostamento di fase.
Il gate quantistico come prossimo passo
Per le tecnologie quantistiche basate sulla coerenza di fase, questo spostamento di fase controllato è un elemento cruciale. Non ultimo per i computer quantistici con circuiti superconduttori. I loro portatori di informazioni, i qubit, non solo possono essere commutati singolarmente in stati diversi utilizzando tali differenze di fase, ma possono anche essere combinati per formare porte quantistiche, come hanno dimostrato due fisici già nel 2010
Queste porte quantistiche corrispondono alle porte logiche dei computer classici. Generano segnali di uscita da segnali di ingresso secondo determinate regole ed eseguono quindi operazioni logiche di base. Senza questa capacità, non esisterebbe il computer. Tuttavia, si stanno valutando anche altre applicazioni per queste tecnologie: ad esempio, i circuiti superconduttori dovrebbero consentire misurazioni di campi magnetici altamente sensibili. Il team di Giazotto vuole ora migliorare il componente in modo che lo sfasamento possa essere regolato in modo specifico e che la batteria possa essere facilmente integrata nei circuiti.
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