Un salto quantico i ricercatori dell’UCC scoprono la chiave potenziale per il futuro del calcolo quantistico

UCC researchers make a quantum leap, discovering the potential key to the future of quantum computing.

In uno sviluppo significativo per il futuro dell’informatica quantistica, i ricercatori presso il laboratorio Macroscopic Quantum Matter Group dell’Università College Cork (UCC) hanno fatto una scoperta rivoluzionaria utilizzando uno dei microscopi quantistici più potenti al mondo. Il team ha identificato uno stato superconduttore con modulazione spaziale in un superconduttore nuovo e insolito, Uranio Ditelluride (UTe2), che potrebbe affrontare una delle sfide più grandi dell’informatica quantistica.

Il Potere dei Superconduttori

I superconduttori sono materiali che permettono all’elettricità di fluire senza resistenza, il che significa che non dissipano alcuna energia nonostante portino una grande corrente. Questo è possibile perché, invece di singoli elettroni che si muovono attraverso il metallo, coppie di elettroni si legano insieme per formare un fluido meccanico quantistico macroscopico.

Joe Carroll, primo autore del paper e dottorando che collabora con il Prof. di Fisica Quantistica Séamus Davis dell’UCC, spiega: “Ciò che il nostro team ha scoperto è che alcune delle coppie di elettroni formano una nuova struttura cristallina incorporata in questo fluido di fondo. Questi tipi di stati sono stati scoperti per la prima volta dal nostro gruppo nel 2016 e ora vengono chiamati Onde di Densità delle Coppie di Elettroni. Queste Onde di Densità delle Coppie sono una nuova forma di materia superconduttrice le cui proprietà stiamo ancora scoprendo”.

Un Nuovo Tipo di Superconduttore

Ciò che rende particolarmente eccitante UTe2 è che sembra essere un nuovo tipo di superconduttore. Le coppie di elettroni in UTe2 sembrano avere un momento angolare intrinseco. Se ciò è vero, allora il team dell’UCC ha individuato la prima Onda di Densità delle Coppie composta da queste coppie di elettroni esotiche.

Carroll spiega: “Ciò che è particolarmente eccitante per noi e per l’intera comunità è che UTe2 sembra essere un nuovo tipo di superconduttore. I fisici hanno cercato un materiale simile per quasi 40 anni”.

Implicazioni per l’Informatica Quantistica

I computer quantistici si basano su bit quantistici o qubit per archiviare e manipolare le informazioni. Tuttavia, lo stato quantistico di questi qubit viene facilmente distrutto, limitando l’applicazione dei computer quantistici.

Tuttavia, UTe2 è un tipo speciale di superconduttore che potrebbe avere enormi conseguenze per l’informatica quantistica. Potrebbe essere potenzialmente utilizzato come base per l’informatica quantistica topologica, in cui non vi è alcun limite sulla durata del qubit durante il calcolo. Ciò potrebbe aprire molte nuove possibilità per computer quantistici più stabili e utili.

Carroll spiega: “Ci sono indicazioni che UTe2 è un tipo speciale di superconduttore che potrebbe avere enormi conseguenze per l’informatica quantistica… In tali materiali non c’è alcun limite sulla durata del qubit durante il calcolo, aprendo molte nuove possibilità per computer quantistici più stabili e utili”.

La scoperta del team dell’UCC fornisce un altro tassello del puzzle di UTe2. Comprendere le proprietà superconduttrici fondamentali di materiali come UTe2 è cruciale per lo sviluppo di computer quantistici pratici. Carroll conclude: “Quello che abbiamo scoperto fornisce un altro tassello del puzzle di UTe2. Per realizzare applicazioni utilizzando materiali come questo, dobbiamo comprendere le loro proprietà superconduttrici fondamentali. Tutta la scienza moderna procede passo dopo passo. Siamo felici di aver contribuito alla comprensione di un materiale che potrebbe avvicinarci a computer quantistici molto più pratici”.