- Come ridurre il calore nei computer quantistici?
- Esistono soluzioni criogeniche efficaci?
- Quando saranno disponibili sul mercato?
Un dispositivo criogenico riduce drasticamente le emissioni di calore dei computer quantistici
Un nuovo dispositivo criogenico promette di affrontare uno dei principali ostacoli all’informatica quantistica commerciale: l’interferenza termica dei componenti elettronici. La tecnologia, sviluppata dalla startup canadese Qubic, potrebbe ridurre drasticamente i costi operativi dei computer quantistici e avvicinarli a un utilizzo pratico su larga scala.
Computer quantistici e il problema del calore
La maggior parte dei computer quantistici funziona a temperature prossime allo zero assoluto (circa -273,15°C), grazie a sistemi di raffreddamento specializzati che mantengono stabili gli stati quantistici dei qubit, le unità fondamentali di elaborazione dei sistemi quantistici.
Gli amplificatori criogenici sono essenziali per rilevare i segnali estremamente deboli emessi dai qubit a queste temperature, permettendo di misurare accuratamente gli stati quantistici e comprendere le operazioni del computer.
Tuttavia, gli amplificatori tradizionali generano calore, costringendo i sistemi quantistici a usare ulteriori dispositivi di raffreddamento, aumentando così ingombro e costi e rallentando la diffusione dell’informatica quantistica a livello commerciale.
Il nuovo amplificatore a onda viaggiante di Qubic
Qubic ha sviluppato un amplificatore parametrico a onda viaggiante criogenico (TWPA) realizzato con materiali quantistici non specificati, che permette all’amplificatore di operare con perdite di calore praticamente nulle. Secondo l’azienda, il dispositivo riduce l’emissione termica di circa 10.000 volte, portandola quasi a zero.
L’azienda prevede di lanciare l’amplificatore sul mercato nel 2026. Jérôme Bourassa, CEO e cofondatore di Qubic Technologies, ha dichiarato:
“L’industria dei computer quantistici sta progredendo rapidamente, ma restano barriere tecnologiche da superare prima di poter offrire computer quantistici su scala utile. Questo progetto produrrà un nuovo tipo di amplificatore che eliminerà una di queste barriere chiave.”
Innovazioni nella ricerca quantistica
Il progresso dell’informatica quantistica dipende anche da altre innovazioni tecnologiche. I ricercatori stanno studiando sistemi di correzione degli errori quantistici (QEC) per ridurre i tassi di errore dei qubit e aumentarne l’affidabilità.
Alcune strategie si concentrano sul miglioramento dei sistemi di raffreddamento, dai frigoriferi quantistici autonomi ai chip di controllo criogenici. Altre soluzioni impiegano qubit fotonici, basati sulla luce, che possono funzionare a temperatura ambiente senza sistemi di raffreddamento complessi.
Esistono anche approcci più radicali, come quello dell’ETH Zürich, che ha sviluppato un qubit completamente meccanico, eliminando il design tradizionale dei sistemi quantistici.
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Differenza tra computazione quantistica e computer quantistici
Un punto importante da ricordare riguarda la distinzione tra computazione quantistica e computer quantistici.
La computazione quantistica rappresenta il campo teorico e scientifico che studia come i sistemi quantistici possano elaborare informazioni. Include concetti come qubit, superposizione, entanglement e algoritmi quantistici, come l’algoritmo di Shor, senza necessità di un dispositivo fisico.
I computer quantistici, invece, sono macchine fisiche reali progettate per eseguire calcoli quantistici. Questi sistemi utilizzano hardware specializzato, qubit fisici e spesso sofisticati sistemi di raffreddamento criogenici, rendendo possibile l’applicazione pratica della teoria.
💡 Sintesi chiave:
- Computazione quantistica = teoria e algoritmi
- Computer quantistici = macchine fisiche che eseguono quella teoria
Questa distinzione aiuta a comprendere meglio l’innovazione portata dal nuovo amplificatore criogenico, che non solo migliora l’efficienza dei computer quantistici, ma rende più tangibile il potenziale della computazione quantistica su larga scala.