Il silicio, un semiconduttore ampiamente utilizzato nei computer tradizionali, presenta delle sfide quando impiegato nella computazione quantistica a causa delle impurità che possono causare la decoerenza, ovvero la perdita di informazioni durante i calcoli. Tuttavia, i ricercatori hanno sviluppato un metodo per produrre silicio-28 (Si-28), descritto come il “silicio più puro del mondo”, eliminando gli isotopi Si-29 e Si-30, che sono fonti principali di interferenze.
I qubit di silicio, o qubit a spin di silicio, non sono una novità, ma la qualità del silicio utilizzato fino ad ora non aveva mai raggiunto livelli di purezza così elevati. Questi qubit sono meno inclini a guasti e possono essere prodotti con dimensioni estremamente ridotte, paragonabili a quelle di una testa di spillo, permettendo di inserire un numero enorme di qubit su un singolo chip.
La computazione quantistica si basa sui qubit per codificare i dati non solo nei tradizionali stati binari 1 o 0, ma anche in una superposizione di questi, permettendo ai computer quantistici di eseguire calcoli a velocità e con capacità che superano di gran lunga i supercomputer più veloci attualmente esistenti. Per raggiungere un livello di potenza comparabile ai supercomputer, sarebbe necessario disporre di circa un milione di qubit. Attualmente, il computer quantistico più grande dispone di circa 1.000 qubit.
Un’altra sfida significativa nella computazione quantistica è la rumorosità dei qubit, che sono estremamente sensibili a interferenze come le variazioni di temperatura e devono essere raffreddati a temperature vicine allo zero assoluto (circa -273,15°C) per mantenere la coerenza. Nonostante le tecnologie di correzione degli errori, molti qubit si rivelano superflui, rendendo la macchina estremamente inefficiente.
I vantaggi dell’uso del silicio in questo contesto includono la possibilità di utilizzare le stesse tecniche di fabbricazione impiegate per i chip elettronici tradizionali, che possono contenere miliardi di transistor su un circuito di dimensioni ridotte. Questo rende la produzione di qubit di silicio potenzialmente più economica e scalabile rispetto ad altre tecnologie.
Il professor Richard Curry, autore principale dello studio e professore di materiali elettronici avanzati all’Università di Manchester, ha sottolineato l’importanza di questo sviluppo, definendolo un passo cruciale verso la realizzazione di una tecnologia trasformativa per l’umanità. David Jamieson, co-supervisore del progetto e professore di fisica all’Università di Melbourne, ha aggiunto che il prossimo obiettivo è dimostrare la possibilità di mantenere la coerenza quantistica per molti qubit contemporaneamente.