Un gruppo di ricerca dell'Università del Surrey ha proposto un nuovo tipo di qubit che sfrutta le proprietà dell'elio superfluido. Secondo i calcoli dei ricercatori, questo dispositivo potrebbe ridurre in modo significativo il tasso di errori rispetto ai qubit superconduttivi attualmente utilizzati nei computer quantistici.
Il problema degli errori nei qubit tradizionali
I qubit superconduttivi, alla base di molte piattaforme quantistiche come quelle di IBM e Google, sono estremamente sensibili al rumore ambientale e alle imperfezioni dei materiali. Questo li rende soggetti a errori di decoerenza e a fluttuazioni che compromettono la stabilità delle operazioni. La correzione degli errori richiede l'impiego di numerosi qubit fisici aggiuntivi, con un notevole dispendio di risorse e una complessità crescente.
La soluzione con l'elio superfluido
L'idea del team del Surrey è quella di utilizzare l'elio superfluido, una fase della materia che si manifesta a temperature prossime allo zero assoluto, in cui il liquido scorre senza attrito e possiede proprietà quantistiche macroscopiche. In questo stato, le eccitazioni collettive possono essere sfruttate per creare un qubit intrinsecamente più stabile. I ricercatori hanno modellato un dispositivo in cui le quasi-particelle (come i fononi e i rotoni) all'interno dell'elio superfluido fungono da portatori di informazione quantistica, protetti dalle perturbazioni esterne grazie alla natura stessa del fluido.
Secondo le simulazioni, il qubit superfluido mostrerebbe tempi di coerenza molto più lunghi e una riduzione degli errori di diversi ordini di grandezza rispetto ai qubit superconduttivi. Ciò potrebbe semplificare notevolmente l'architettura dei futuri computer quantistici, riducendo la necessità di complessi schemi di correzione degli errori.
Prospettive future e sfide
Nonostante i risultati promettenti, la realizzazione pratica di un qubit superfluido presenta ancora notevoli ostacoli. È necessario mantenere l'elio a temperature ultra-fredde e integrare il sistema con le tecnologie di controllo esistenti. Tuttavia, il gruppo del Surrey è fiducioso che questo approccio possa aprire una nuova strada verso computer quantistici più affidabili e scalabili. La ricerca, pubblicata su una rivista scientifica, potrebbe stimolare ulteriori studi sperimentali per validare il modello teorico e portare alla creazione di prototipi funzionanti.
