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Introduzione

Mentre colossi come Google, IBM ed altri, si affannano per spuntarla sulla supremazia quantistica, i ricercatori stanno studiano vari metodi per cercare di costruire computer quantistici su larga scala. Ognuno di questi metodi presenta punti di forza ma anche punti deboli. Tra questi quello che fa ricorso ad atomi neutri sembra di nuovo essere una possibile soluzione.

La ricerca

Gli approcci che usano atomi neutri offrono un sistema scalabile, ma la coerenza delle interazioni atomiche – la loro fedeltà quantistica – è in ritardo rispetto a quella di altre architetture. Ora, basandosi sui recenti miglioramenti nel controllo degli atomi negli stati “Rydberg” molto eccitati, Harry Levine dell’Università di Harvard e colleghi hanno dimostrato come un computer quantistico ad atomi neutri possa raggiungere una fedeltà in grado di competere con i suoi concorrenti più performanti.

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H. Levine/Harvard University

Il team ha eseguito operazioni di logica quantistica su gruppo di due o tre atomi di rubidio ravvicinati tenuti individualmente in pinzette ottiche. Gli atomi si sono impigliati, intrecciati, quando uno di loro è stato eccitato da un laser in uno stato di Rydberg, uno stato in cui l’elettrone più esterno è altamente energizzato. Questa transizione ha anche impedito che i vicini dell’atomo si eccitassero allo stesso tempo, una situazione essenziale per la creazione di porte logiche comprendente due e persino tre bit quantici (qubit). La capacità di ospitare gate multiqubit indica che questa piattaforma può essere particolarmente efficiente nell’implementazione di determinati algoritmi quantistici.

Finora, Levine e colleghi hanno manipolato contemporaneamente una fila di cinque gruppi a due atomi, ma non vedono ostacoli per espandere la configurazione per creare reticoli 2D di dozzine o addirittura centinaia di qubit. (Un altro gruppo, ad esempio, ha sperimentato una matrice quadrata di qubit di atomi neutri). In questa configurazione, i laser avrebbero individuato due o tre atomi adiacenti per implementare gate ad alta fedeltà, a due o tre qubit secondo necessità.