Il futuro dei computer quantistici potrebbe essere segnato da una rivoluzione che mira a ridurre il numero di connessioni complesse e costose nei chip, rendendoli più potenti ed economici. Questa nuova visione è al centro di uno studio innovativo in fase di valutazione sulla rivista npj Quantum Inf, e riguarda una nuova architettura progettata dalla startup italiana Planckian, un spin-off dell’Università di Pisa e della Scuola Normale Superiore.
La Sfida dei Chip Quantistici: Scalabilità e Cablaggio
Uno dei principali ostacoli allo sviluppo di computer quantistici più potenti e scalabili è il cablaggio, ossia l’insieme di fili e connessioni necessari per controllare i qubit all’interno dei chip. Questi chip, che devono operare a temperature estremamente basse, vicino allo zero assoluto, richiedono numerose connessioni per ogni qubit. Attualmente, per far funzionare ogni singolo qubit, è necessario utilizzare due o tre fili, un numero che risulta accettabile quando il numero di qubit è ridotto a poche decine. Tuttavia, questo sistema diventa insostenibile quando si cerca di scalare il numero di qubit a migliaia o milioni.
Marco Polini, responsabile scientifico di Planckian, spiega: “Il cablaggio diventa un problema critico, non solo per la necessità di raffreddarlo a circa meno 270 gradi centigradi, ma anche perché la sua presenza disturba il processo di raffreddamento, limitando le possibilità di espandere il numero di qubit. Inoltre, il cablaggio rappresenta anche una voce di spesa significativa, arrivando a costare milioni di euro”.
La Nuova Soluzione: Pochi Fili, Più Potenza
Il progetto di Planckian si propone di affrontare questo problema introducendo una soluzione che potrebbe cambiare radicalmente la progettazione dei chip quantistici. La nuova architettura proposta è capace di gestire decine di qubit con appena tre linee di controllo, riducendo notevolmente la quantità di cablaggio necessaria. Questo approccio potrebbe rendere i chip quantistici più scalabili, più economici e, soprattutto, più potenti, permettendo lo sviluppo di macchine quantistiche in grado di gestire milioni di qubit, un obiettivo che oggi sembra lontano.
Questa innovazione rappresenta un cambio di paradigma significativo nel campo della tecnologia quantistica. Se confermato dai successivi sviluppi, potrebbe portare a un’era di computer quantistici molto più potenti e più accessibili, aprendo nuove frontiere per l’uso delle tecnologie quantistiche in numerosi settori, dall’intelligenza artificiale alla simulazione molecolare, fino alla crittografia avanzata.
Prospettive Future
La soluzione proposta da Planckian è ancora in fase sperimentale, ma se i risultati saranno positivi, potrebbero avere un impatto profondo sul futuro della computazione quantistica. Ridurre il cablaggio non solo abbatterebbe i costi di produzione, ma permetterebbe anche di costruire macchine più efficienti, con un miglioramento delle prestazioni complessive.
Il progetto si inserisce in un contesto globale di crescente interesse verso le tecnologie quantistiche. A livello internazionale, si stanno compiendo enormi investimenti in ricerca e sviluppo per superare i limiti attuali e portare la computazione quantistica a un livello di maturità che possa essere applicato a problemi reali, dall’ottimizzazione dei processi industriali alla creazione di nuovi farmaci.
Con questo approccio innovativo, l’Italia si conferma come uno degli attori chiave nel campo delle tecnologie quantistiche, mettendo a disposizione della comunità scientifica e industriale soluzioni che potrebbero definire il futuro dei computer quantistici.