Il gruppo teorico guidato da Gonzalo Muga del Dipartimento di Chimica Fisica dell'UPV/EHU si è unito al gruppo sperimentale del National Institute of Standards and Technology di Boulder, Stati Uniti, guidato da David Wineland, il Premio Nobel per la Fisica 2012, per progettare un due ioni, robusto, porta logica quantistica ultrarapida in grado di funzionare in meno di un microsecondo. Questo studio è stato pubblicato a febbraio sulla rivista Revisione fisica A .
Questa ricerca teorica esplora ciò che potrebbe essere ottenuto oltre le attuali limitazioni tecnologiche per motivare ulteriormente il progresso sperimentale. Insieme ai qubit (la versione quantistica del bit 0/1), le porte logiche sono i componenti di base di un computer quantistico. Devono essere veloci non solo per velocizzare i calcoli, ma anche per ridurre al minimo le interazioni dannose con il rumore ambientale.
Negli anni '80, Richard Feynman ha proposto un "computer quantistico" che avrebbe superato i computer ordinari sfruttando proprietà quantistiche come la possibilità di calcolare diversi percorsi in parallelo. Oltre 30 anni dopo, è ancora difficile da realizzare tecnologicamente, perché l'utile comportamento quantistico degli atomi viene facilmente distrutto dal rumore e dalle interazioni indesiderate. Eppure i ricercatori hanno fatto progressi con nuove architetture per controllare i sistemi fisici in modo che si comportino come previsto.
Una delle architetture più avanzate utilizza ioni intrappolati, che può essere isolato e gestito con grande precisione utilizzando laser ed elettrodi per produrre qubit e porte quantistiche. Porte a due qubit, come quella esaminata nello studio, può essere utile per altre applicazioni della tecnologia quantistica, come comunicazioni sicure. Questo li rende cancelli particolarmente preziosi, ma progettarli e realizzarli è impegnativo. L'elevata precisione e velocità sono fondamentali per eseguire calcoli arbitrari in modo tollerante ai guasti.
Secondo Gonzalo Muga, questo lavoro "è un altro passo avanti tra i tanti che devono ancora essere fatti" verso il raggiungimento di un computer quantistico, "capace di fare calcoli che non possono essere affrontati da un computer tradizionale."
