Il qubit è l'elemento costitutivo dell'informatica quantistica, analogo al bit nei computer classici. Per eseguire calcoli senza errori, È probabile che i computer quantistici del futuro necessitino di almeno milioni di qubit. L'ultimo studio, pubblicato sulla rivista PRX Quantum , suggerisce che questi computer potrebbero essere realizzati con chip di silicio di livello industriale utilizzando processi di produzione esistenti, invece di adottare nuovi processi di produzione o persino particelle scoperte di recente.

Per lo studio, i ricercatori sono stati in grado di isolare e misurare lo stato quantico di un singolo elettrone (il qubit) in un transistor al silicio prodotto utilizzando una tecnologia "CMOS" simile a quella utilizzata per realizzare i chip nei processori dei computer.

Per di più, lo spin dell'elettrone è risultato rimanere stabile per un periodo fino a nove secondi. Il passaggio successivo consiste nell'utilizzare una tecnologia di produzione simile per mostrare come una serie di qubit può interagire per eseguire operazioni di logica quantistica.

Professor John Morton (London Center for Nanotechnology presso UCL), co-fondatore di Quantum Motion, ha detto:"Stiamo hackerando il processo di creazione dei qubit, quindi lo stesso tipo di tecnologia che rende il chip in uno smartphone può essere utilizzato per costruire computer quantistici.

"Ci sono voluti 70 anni prima che lo sviluppo dei transistor raggiungesse il punto in cui siamo oggi nell'informatica e non possiamo passare altri 70 anni a cercare di inventare nuovi processi di produzione per costruire computer quantistici. Abbiamo bisogno di milioni di qubit e di un'architettura ultra-scalabile per costruire loro, la nostra scoperta ci fornisce un modello per abbreviare la nostra strada verso la produzione di chip quantistici su scala industriale".

Gli esperimenti sono stati eseguiti dal Ph.D. la studentessa Virginia Ciriano Tejel (London Center for Nanotechnology presso UCL) e colleghi che lavorano in un laboratorio a bassa temperatura. Durante l'operazione, le patatine sono conservate in frigorifero, raffreddato a una frazione di grado sopra lo zero assoluto (-273 gradi Celsius).

La signora Ciriano Tejel ha dichiarato:"Ogni studente di fisica impara nei libri di testo che gli elettroni si comportano come minuscoli magneti con strane proprietà quantistiche, ma niente ti prepara alla sensazione di meraviglia in laboratorio, essere in grado di guardare questo "giro" di un singolo elettrone con i propri occhi, a volte rivolto verso l'alto, a volte giù. È emozionante essere uno scienziato che cerca di capire il mondo e allo stesso tempo far parte dello sviluppo dei computer quantistici".

Un computer quantistico sfrutta le leggi della fisica che normalmente si vedono solo a livello atomico e subatomico (per esempio, che le particelle possono trovarsi in due posti contemporaneamente). I computer quantistici potrebbero essere più potenti dei super computer di oggi e in grado di eseguire calcoli complessi che altrimenti sarebbero praticamente impossibili.

Mentre le applicazioni dell'informatica quantistica differiscono dai computer tradizionali, ci consentiranno di essere più precisi e più rapidi in aree estremamente impegnative come lo sviluppo di farmaci e la lotta ai cambiamenti climatici, così come problemi più quotidiani che hanno un numero enorme di variabili, proprio come in natura, come i trasporti e la logistica.