La luce laser, da tempo impiegata per varie applicazioni scientifiche e tecnologiche, si è recentemente distinta nel campo delle pinzette ottiche, un concetto noto da oltre 30 anni. Queste pinzette ottiche sfruttano la precisione della luce laser per catturare e manipolare singole cellule e molecole. Recentemente, due gruppi di ricerca hanno spinto ulteriormente l’applicazione di questo principio, utilizzando le pinzette ottiche per interconnettere molecole e sfruttarle come qubit in un sistema di computer quantistico.
Singole molecole usate per il calcolo quantistico
Un esperimento notevole coinvolge l’uso di atomi di calcio e fluoro, ciascuno con una significativa differenza di carica atomica. Questo permette l’osservazione di stati “0” e “1” a livello molecolare, aprendo la strada alla creazione di unità di informazione basate su molecole. Tuttavia, il processo richiede un’infrastruttura complessa di pinzette ottiche, comprensiva di laser, ciascuno contenente una singola molecola di monofluoruro di calcio.
Un elemento cruciale è il raffreddamento estremo delle molecole a quasi lo zero assoluto (-463,27 °F), che riduce al minimo le vibrazioni molecolari. Le molecole, così trattate, possono poi essere messe in rotazione con la minima energia possibile, seguendo il principio di indeterminazione.
Questo approccio, sebbene attualmente richieda sforzi enormi, apre prospettive intriganti per il futuro dell’elaborazione delle informazioni. Anche se può sembrare impraticabile rispetto ai moderni computer portatili, è fondamentale considerare l’evoluzione tecnologica. I ricercatori delineano una visione futura in cui le molecole, più complesse rispetto ai tradizionali transistor o qubit, ampliano il numero di stati misurabili.
Interessanti sviluppi per il futuro
La prossima fase di sviluppo prevede l’introduzione di “tribit” o “qutrit”, con possibili stati -1, 0 e +1 nei computer quantistici basati sulle molecole, superando il binario classico di “0” e “1”. Questo comporta una significativa riduzione delle dimensioni dell’unità di memorizzazione dell’informazione, passando dai nanometri ai picometri. Utilizzando “3” come base, si raggiunge una densità di informazioni superiore, riducendo il numero di unità richieste.
Questi sviluppi promettono un futuro in cui la potenza di calcolo dei computer quantistici basati su molecole supererà notevolmente le attuali capacità. Immaginando un confronto con l’attuale tecnologia, se un processore come l’Apple M2 Ultra può ospitare 134 miliardi di transistor, in futuro si potrebbero raggiungere teoricamente 100 trilioni di stati sulla stessa superficie. Questa prospettiva, se tradotta in realtà, potrebbe ridefinire radicalmente il panorama dell’informatica quantistica.