Computer quantistici fatti di molecole: il bit sta per essere sostituito

La luce laser può essere utilizzata per catturare, trattenere e rilevare con precisione singole cellule e persino singole molecole. Questo principio delle pinzette ottiche è noto da 30 anni.

Ora due gruppi di ricerca lo hanno utilizzato per interconnettere un'intera serie di molecole e utilizzarle come i qubit di un computer quantistico. Con un atomo di calcio e uno di fluoro ciascuno, che hanno una differenza di carica atomica enormemente grande, è stato possibile ottenere l'osservazione classica degli stati "0" e "1" a livello molecolare.

Lo sforzo richiesto per ottenere questa struttura è enorme. È necessario un intero complesso di pinzette ottiche, in pratica dei laser, ognuno dei quali contiene una singola molecola di monofluoruro di calcio.

Le molecole devono essere raffreddate fino a quasi lo zero assoluto, a -463,27 °F, in modo che non vibrino più. Le singole molecole possono poi essere messe in rotazione con la minima energia possibile, secondo il principio di indeterminazione.

L'elaborazione delle informazioni del futuro

Tutto sommato, questo sembra ancora poco pratico e probabilmente sarà ancora più gigantesco e affamato di energia rispetto ai computer a mobile degli anni '60, che riempivano le stanze.

Ciò che sarà emozionante, tuttavia, è ciò che i ricercatori hanno da dire sugli esperimenti futuri. Poiché una molecola è relativamente complessa rispetto a un transistor o persino a un qubit in un computer quantistico, il numero di stati misurabili aumenta.

Nel prossimo passo, "0" e "1" nei noti bit e qubit diventeranno un tribit o un qutrit con i possibili stati -1, 0 e +1 nel computer quantistico basato sulle molecole.

Ciò significa che non solo l'unità che memorizza l'informazione di base si riduce dal nanometro al picometro. Utilizzando "3" come base, si ottiene anche una densità di informazioni molto più elevata. Invece di 100 bit, ad esempio, sono necessari solo 63 tributi.

Se un Apple M2 Ultra può avere un totale di 134 miliardi di transistor, in futuro potrebbero essere ospitati 100 mila miliardi di stati sulla stessa superficie - in altre parole, teoricamente.