Verso il computer quantistico

Nei laboratori del Dipartimento di Fisica e Astronomia prende forma il computer quantistico. In collaborazione con il CNR e il Laboratorio Europeo di Spettroscopia non Lineare (LENS), gli scienziati dell’Ateneo fiorentino puntano a studiare i meccanismi fondamentali che permettono di trasformare singoli atomi nelle unità di calcolo del futuro. 

La ricerca si inserisce nell’ambito delle attività finanziate dal Ministero dell’Università e della Ricerca nel campo delle scienze e tecnologie quantistiche attraverso il programma #NextGenerationEU (PNRR – Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza), Centro Nazionale di Ricerca in HPC, Big Data and Quantum Computing (ICSC) e partenariato esteso National Quantum Science and Technology Institute (NQSTI).  

A parlarne – in un servizio del programma RAI “Codice: La vita è digitale” dedicato al quantum computing – è stato il docente Unifi Leonardo Fallani, responsabile del Laboratorio del Dipartimento di Fisica e Astronomia e referente scientifico dell’Ateneo nell’ambito di NQSTI.

Fallani descrive il calcolatore come un sistema in cui gli atomi di itterbio, tutti identici per natura, diventano il registro di memoria della macchina. “Un atomo è l’oggetto quantistico per eccellenza” spiega il docente fiorentino, illustrando come la meccanica quantistica permetta il principio di sovrapposizione. “A differenza di un bit classico, un qubit può trovarsi negli stati 0 e 1 contemporaneamente, permettendo di gestire una quantità di informazione incredibile”. Fallani introduce poi il concetto di entanglement, definito come un legame “quasi magico” tra le particelle: “Se abbiamo due atomi in questo stato di sovrapposizione, qualunque operazione compiamo sull’uno influenza immediatamente lo stato dell’altro, anche a distanza. È proprio questo legame a permettere al calcolatore quantistico di operare in parallelo, superando le prestazioni dei computer classici”.