Gli album o i social network sono raccolte di dati per lo più non ordinati. La ricerca di singoli elementi in volumi di dati molto grandi, cioè per l'ago nel pagliaio dei dati, è estremamente complesso per i computer classici. Gli scienziati del Karlsruhe Institute of Technology (KIT) hanno ora implementato meccanicamente quantisticamente ed eseguito con successo l'algoritmo di Glover, un processo per la ricerca rapida di un elemento di ricerca in database non ordinati. I loro risultati sono riportati nel Lettere di revisione fisica .

Un computer quantistico universale è ancora una visione. Sistemi quantistici speciali che promettono di risolvere determinati compiti più rapidamente di un computer classico, però, stanno già svolgendo un ruolo importante nella scienza. Per trovare in modo affidabile un determinato elemento nei dati non ordinati, un computer convenzionale deve percorrere tutti gli elementi di ricerca in successione nel caso più sfavorevole. Un sistema quantistico con un algoritmo di ricerca di Grover implementato accelera quadraticamente la ricerca.

Gruppi di ricerca guidati dai professori Wolfgang Wernsdorfer e Mario Ruben di KIT, insieme a scienziati dell'Institut Néel (Grenoble), sono riusciti a farlo:gli scienziati hanno applicato l'algoritmo di Grover a un magnete molecolare e, così, creato un sistema quantistico, il cui compito è il rapido ritrovamento di elementi di ricerca in dati non ordinati.

Nel loro ultimo progetto di ricerca, hanno dimostrato la fattibilità di una rapida ricerca di un piccolo database di quattro elementi. "Ma questo metodo può essere implementato in qualsiasi sistema quantistico con molti, livelli energetici non equidistanti, che apre la strada a un algoritmo di ricerca quantistica universale, "dice il professor Ruben.

Gli scienziati hanno implementato l'algoritmo di Grover in un magnete molecolare sottoposto a sovrapposizione con microonde appositamente progettate. La sovrapposizione è un effetto quantistico, in cui una particella assume contemporaneamente stati diversi. All'esecuzione delle operazioni quantistiche, un transistor a molecola singola legge i risultati della ricerca. Un'animazione illustra questo processo.

Wolfgang Wernsdorfer, Professore del Physikalisches Institut e Institute of Nanotechnology (INT) di KIT, sottolinea che gli stati quantistici sono stati manipolati a temperature molto basse utilizzando esclusivamente campi elettrici. "Ecco perché speriamo che questa tecnologia possa essere integrata negli attuali dispositivi elettronici, " aggiunge Wernsdorfer.

Il transistor molecolare personalizzato è stato sintetizzato dal team di Mario Ruben presso l'INT e dall'Istituto di chimica inorganica di KIT. Al suo centro, un atomo di terbio con un momento magnetico pronunciato, un giro, si trova. Il terbio è circondato da molecole organiche che lo proteggono dagli impatti esterni.