Nel dibattito sui computer quantistici c’è un dubbio che non se ne va mai del tutto. Non riguarda tanto se funzioneranno, quanto come riusciranno davvero a farlo su larga scala. Ogni piattaforma porta con sé una combinazione di entusiasmo e frustrazione: ottimi risultati sperimentali da un lato, limiti tecnici durissimi dall’altro. È in tale spazio che continuano a emergere idee fuori dagli schemi. Una di queste sembra quasi sospesa tra fisica fondamentale e fantascienza: usare elettroni che galleggiano letteralmente sopra una superficie di elio liquido. Non sono intrappolati in un solido, non sono legati a un reticolo cristallino, ma si muovono, tenuti a distanza dal liquido da un delicato equilibrio di forze. È una piattaforma studiata da anni, ma che solo di recente ha iniziato a mostrare segnali concreti di maturità Al RIKEN, in Giappone, i ricercatori hanno affrontato uno dei problemi di tale approccio: come “ascoltare” questi qubit senza distruggerli.
Nuova proposta per il settore dei computer quantistici
La soluzione passa dalle microonde, usate non come semplice strumento di controllo, ma come una sorta di sonda sensibile. Spingendo gli elettroni in uno stato energetico più alto, il cosiddetto stato di Rydberg, il sistema subisce una variazione minuscola, ma misurabile nella sua capacità elettrica. È come se il qubit lasciasse un’impronta indiretta del proprio stato, leggibile osservando come rispondono le microonde.
Il motivo per cui tutto ciò è così interessante sta nel contesto fisico in cui avviene. A temperature prossime allo zero assoluto, l’elio liquido diventa uno dei materiali più “puliti” immaginabili. Gli elettroni sospesi sopra la sua superficie si trovano in un ambiente quasi privo di disturbi. Dunque, niente impurità, niente vibrazioni del reticolo, niente spin nucleari che interferiscono. Asher Jennings del RIKEN Center for Quantum Computation lo descrive come un sistema silenzioso, in cui l’elettrone interagisce quasi esclusivamente con atomi di elio stabili e magneticamente neutri. Per la computazione quantistica, un silenzio del genere vale oro.
Eppure, proprio tale delicatezza ha reso la lettura dell’informazione un incubo sperimentale. Misurare direttamente lo spin di un singolo elettrone significa confrontarsi con segnali talmente deboli da essere facilmente sommersi dal rumore. Da qui la scelta di cambiare prospettiva: invece di forzare una misura diretta, osservare come cambia l’energia del sistema.
Per verificare che l’idea fosse solida, il team ha iniziato con un numero enorme di elettroni, circa dieci milioni. Creando così un sistema che si comporta come un piccolo condensatore quantistico. Il segnale osservato è risultato chiaro, stabile e perfettamente in linea con le previsioni teoriche. Ed è questo il passaggio cruciale: se il metodo funziona così bene in un sistema collettivo, non c’è motivo per cui non possa essere scalato verso il singolo qubit. Non resta che attendere per le prossime evoluzioni.