Tecnologie quantistiche: traguardi e sfide

Utilizzando opportunamente le proprietà di particelle quantistiche (atomi, fotoni, elettroni, nuclei), è possibile sviluppare tecnologie potenzialmente rivoluzionarie, come il computer quantistico. Quest’ultimo possiede capacità di calcolo così potenti che potrebbero risolvere in pochi secondi problemi talmente complessi che richiederebbero migliaia di anni ai più potenti supercomputer odierni (quantum advantage). Queste tecnologie si basano su assemblaggi di quantum bit (qubit) ognuno dei quali, a differenza dei bit dei computer classici, può sfruttare combinazioni simultanee di 0 e 1 (coerenza quantistica). I qubit possono essere preparati in modo tale da esibire particolari correlazioni (interdipendenza) impossibili da creare in dispositivi classici. Queste correlazioni quantistiche, note come entanglement, e la coerenza quantistica sono risorse essenziali per attivare le tecnologie quantistiche. Tuttavia, queste risorse quantistiche tendono ad essere rapidamente distrutte dall’interazione dei qubit con l’ambiente in cui sono inglobati, compromettendo il funzionamento dei dispositivi quantistici. La comunità scientifica internazionale è particolarmente impegnata nella risoluzione di questo problema. Il nostro team di ricerca (Quantum Things Group) si inserisce in questo campo, fornendo nuove strategie di studio e controllo dei sistemi quantistici, collaborando con laboratori di varie istituzioni nazionali e internazionali per la realizzazione di esperimenti che confermino le previsioni teoriche. 

A cura di: Rosario Lo Franco, Federico Amato, Giorgia Comparato, Alberto Ferrara, Adriano Macarone Palmieri.

Questa attività è correlata al seguente SDG (Sustainable Development Goals):

SDG 9 Costruire un’infrastruttura resiliente, promuovere l’industrializzazione inclusiva e sostenibile