All’inizio sembra quasi un trucco: si fa passare un laser attraverso una superficie sottile, la si cosparge di nanostrutture e da un singolo fascio si ottengono migliaia di punti di luce capaci di tenere fermi degli atomi uno alla volta. È proprio da qui che parte uno degli esperimenti più interessanti degli ultimi anni nel tentativo di far crescere davvero i computer quantistici. Il lavoro arriva dalla Columbia University, dove il gruppo guidato dai fisici Sebastian Will e Nanfang Yu ha dimostrato di poter intrappolare circa mille atomi di stronzio in configurazioni ordinate grazie alle pinzette ottiche. In tale modello ogni singolo atomo neutro funziona come un qubit, cioè l’unità fondamentale dell’informazione quantistica. La scelta degli atomi non è casuale: a differenza di altri tipi di qubit, qui non ci sono componenti “artigianali” da regolare con pazienza. Gli atomi sono tutti uguali per definizione, e tale uniformità diventa un vantaggio enorme.
Computer quantistici: la nuova opzione parte da un laser
Il nodo, però, non è mai stato soltanto quanti atomi si riescono a usare, ma come li si controlla. La luce necessaria a creare e mantenere tali trappole è sempre stata gestita con sistemi ingombranti, costosi e poco adatti a crescere di scala. Ogni aumento di complessità si traduceva in nuovi problemi pratici. Le metasuperfici ribaltano tale logica: sono piatte, ultrasottili e riescono a svolgere il lavoro che prima richiedeva interi apparati ottici. È come comprimere migliaia di minuscole lenti in un singolo strato, capace di trasformare un unico fascio laser in una costellazione di trappole perfettamente controllate.
C’è poi il lato meno intuitivo, quello delle condizioni estreme. Le metasuperfici realizzate dal team, basate su nitruro di silicio e biossido di titanio, sono in grado di reggere intensità superiori ai 2.000 watt per millimetro quadrato. Si parla di circa un milione di volte l’intensità della luce solare che arriva sulla Terra. Nonostante ciò, in laboratorio sono state testate configurazioni molto diverse tra loro, da strutture regolari a geometrie più complesse, senza che il sistema perdesse stabilità o precisione. Resta, come sempre, la distanza tra ciò che funziona in laboratorio e ciò che diventa una tecnologia matura. Ma se questa strada si dimostrerà solida anche fuori dal contesto sperimentale, potrebbe eliminare uno dei limiti più ostinati dei computer quantistici moderni.
