Una squadra internazionale, guidato da uno scienziato dell'Università del Sussex, hanno presentato oggi il primo progetto pratico su come costruire un computer quantistico, il computer più potente sulla Terra.

Questo enorme balzo in avanti verso la creazione di un computer quantistico universale è pubblicato oggi (1 febbraio 2017) nell'autorevole rivista Progressi scientifici (1). È noto da tempo che un computer del genere avrebbe rivoluzionato l'industria, scienza e commercio su una scala simile all'invenzione dei computer ordinari. Ma questo nuovo lavoro presenta il vero progetto industriale per costruire una macchina così grande, più potente nel risolvere certi problemi di qualsiasi computer mai costruito prima.

Una volta costruito, le capacità del computer significano che avrebbe il potenziale per rispondere a molte domande nel campo della scienza; creare nuovo, medicinali salvavita; risolvere i problemi scientifici più sbalorditivi; svelare i misteri ancora sconosciuti degli angoli più remoti dello spazio più profondo; e risolvere alcuni problemi che un normale computer impiegherebbe miliardi di anni per calcolare.

Il lavoro presenta una nuova invenzione che consente di trasmettere bit quantistici effettivi tra singoli moduli di calcolo quantistico al fine di ottenere una macchina su larga scala completamente modulare in grado di raggiungere grandi poteri di elaborazione computazionale quasi arbitrari.

In precedenza, gli scienziati avevano proposto di utilizzare connessioni in fibra ottica per collegare singoli moduli di computer. La nuova invenzione introduce connessioni create da campi elettrici che consentono di trasportare atomi carichi (ioni) da un modulo all'altro. Questo nuovo approccio consente 100, Velocità di connessione 000 volte superiori tra i singoli moduli di calcolo quantistico rispetto all'attuale tecnologia di collegamento in fibra all'avanguardia.

Il nuovo progetto è opera di un team internazionale di scienziati dell'Università del Sussex (Regno Unito), Google (Stati Uniti), Università di Aarhus (Danimarca), RIKEN (Giappone) e Siegen University (Germania).

Prof. Winfried Hensenger (2), capo di Ion Quantum Technology Group (3) presso l'Università del Sussex, chi ha condotto questa ricerca, ha detto:"Per molti anni, la gente diceva che era completamente impossibile costruire un vero computer quantistico. Con il nostro lavoro non solo abbiamo dimostrato che si può fare, ma ora stiamo fornendo un piano di costruzione dadi e bulloni per costruire una vera macchina su larga scala".

L'autore principale Bjoern Lekitsch, anche dall'Università del Sussex, spiega:"Era molto importante per noi evidenziare le sostanziali sfide tecniche e fornire soluzioni ingegneristiche pratiche".

Come passo successivo, il team costruirà un prototipo di computer quantistico, sulla base di questo disegno, all'università.

Lo sforzo fa parte del piano del governo del Regno Unito per sviluppare tecnologie quantistiche verso lo sfruttamento industriale e si avvale di una recente invenzione (4) del team del Sussex per sostituire miliardi di raggi laser necessari per le operazioni di calcolo quantistico all'interno di un computer quantistico su larga scala con il semplice applicazione di tensioni a un microchip.

Il professor Hensenger ha dichiarato:"La disponibilità di un computer quantistico universale può avere un impatto fondamentale sulla società nel suo insieme. Senza dubbio è ancora difficile costruire una macchina su larga scala, ma ora è il momento di tradurre l'eccellenza accademica in applicazioni reali basate sui punti di forza del Regno Unito in questa tecnologia innovativa. Sono molto entusiasta di lavorare con l'industria e il governo per far sì che ciò accada".

Le possibilità del computer per risolvere, spiegare o sviluppare potrebbe essere infinito. Però, la sua dimensione sarà tutt'altro che piccola. La macchina dovrebbe riempire un grande edificio, costituito da sofisticati apparati sottovuoto dotati di microchip di silicio di calcolo quantistico integrati che contengono singoli atomi carichi (ioni) utilizzando campi elettrici.

Il progetto per sviluppare tali computer è stato reso pubblico per garantire che gli scienziati di tutto il mondo possano collaborare e sviluppare ulteriormente questo brillante, tecnologia all'avanguardia e per incoraggiare lo sfruttamento industriale.