Quantum computing: quale forma avranno i chip per i computer quantistici?

Il quantum computing e i computer quantistici consentiranno di affrontare e risolvere rapidamente problemi che i computer convenzionali di oggi non sono in grado di gestire. Scienziati ed esperti di differenti settori stanno studiando il quantum computing per accelerare i progressi in ambiti quali la chimica, lo sviluppo di farmaci, la ricerca medica, la finanza e le previsioni climatiche (ne abbiamo parlato, ad esempio, nell’articolo Il processore quantistico più potente al mondo è di IBM: che cos’è).

Mentre Microsoft ha già messo a punto un linguaggio di programmazione per i futuri computer quantistici (Quantum computing: Microsoft rilascia un kit e il linguaggio Q# per programmare i computer quantistici), sul versante hardware non è ancora certo quale forma assumeranno i processori quantistici.

Intel come come IBM ha avviato un programma di ricerca già da qualche anno con il preciso obiettivo di sviluppare un sistema di quantum computing commercialmente valido (vedere Intel presenta il chip neuromorfico Loihi e un processore quantistico a 49 qubit), sta scommettendo su due filoni principali e investendo equamente su di essi.

Una possibile forma dei futuri computer quantistici si chiama superconducting qubits, l’altra spin qubits.

I primi sono chip che Intel ha già sviluppato nella forma di prototipi: si tratta della strada peraltro imboccata da altre aziende oltre che da molti accademici.
Gli spin qubits rappresentano una struttura alternativa, realizzata ricorrendo al silicio e sfruttano un approccio molto simile a quello adoperato nei semiconduttori e transistor usati per decenni.

La configurazione proposta fa leva sullo spin dell’elettrone che non assume solo i valori 0 e 1 ma sfrutta il concetto di sovrapposizione consentendo la gestione di molti più valori e di quantitativi di dati estremamente più ampi.

Rispetto ai superconducting qubits i chip spin qubits hanno dimensioni molto più contenute e possono funzionare a temperature decisamente più elevate (1 kelvin anziché 20 millikelvin).
Si tratta ovviamente di temperature impossibili da raggiungere da parte dei “comuni mortali” (si parla di -272 °C): si sta comunque lavorando per far salire notevolmente questo valore.