Computer diamante per sempre. Computer dall’orefice? No, ancora non siamo a questo punto. Le pietre preziose che adornano le donne di tutto il mondo, saranno il futuro del Pc. Il primo passo verso un prototipo di computer quantistico è stato compiuto da un gruppo di ricerca internazionale. Lo hanno guidato congiuntamente l’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche (Ifn-Cnr) di Milano e di Trento. Il Dipartimento di fisica del Politecnico di Milano ha realizzato i circuiti fotonici all’interno di una piattaforma in diamante. La capacità in prospettiva è di offrire una potenza di calcolo infinitamente superiore rispetto ai computer tradizionali.

Possibilità infinita di diagnosi

Lo studio è stato pubblicato da Nature Scientific Reports. L’Università di Calgary (Canada) e l’Università di Kyoto (Giappone) hanno collaborato per rendere possibile la realizzazione di circuiti con cui sviluppare computer potentissimi e velocissimi. Si otterranno risultati proibitivi per i nostri attuali computer. Diagnosticheranno malattie in maniera corretta. Creeranno energia pulita. Saranno capaci di prevenire eventi dai cambiamenti climatici alle variazioni del mercato azionario.

 

Quanto può costare un computer fatto con i diamanti?

Computer diamante per sempre: ciò che fa storcere il nato ai consumatori è il prezzo.  Eaton, responsabile delle ricerche, assicura che verranno usati diamanti sintetici. Quindi prezzi più bassi. Il prototipo di questo circuito quantistico usufruisce delle proprietà del diamante. Farà avanzare la ricerca sui computer quantistici, dispositivi che utilizzando i bit quantistici, assicurano velocità di calcolo superiori rispetto ai computer tradizionali.

Computer diamante per sempre

Ecco cosa rivela il team circa la scoperta della capacità di questi elementi naturali molto preziosi:
«I circuiti fotonici sono l’equivalente ottico dei circuiti elettrici: al posto degli elettroni del semiconduttore del chip, ad essere trasportati lungo i percorsi ottici sono i fotoni, i quanti di luce. Per la creazione di tali percorsi sono stati impiegati impulsi laser ai femtosecondi (un milionesimo di miliardesimo di secondo) nel laboratorio al Cnst-Iit del Politecnico di Milano. Grazie alla brevità degli impulsi laser si riesce a modificare le caratteristiche fisiche del diamante tracciando le linee che costituiscono il circuito e mettendo in comunicazione i “difetti” presenti che possono essere sfruttati come bit “quantistici”».

Applicazione e fattibilità:

La dimostrazione della fattibilità delle guide d’onda dei circuiti fotonici rappresenta il primo passo. Verranno realizzati computer quantistici dalle potenzialità di calcolo elevatissime. Questo spiega la coordinatrice del gruppo di ricerca e direttrice dell’Ifn-Cnr Roberta Ramponi. Si sofferma sul loro possibile impiego nella sensoristica e nella diagnostica medica. Aumentando esponenzialmente sensibilità e risoluzione anche della classica risonanza magnetica.

Circuito quantistico

L’importanza dello studio consiste nell’aver realizzato il primo prototipo di circuito quantistico integrato in diamante. La piattaforma consentirà di integrare nello stesso chip le sorgenti di quBit e le guide d’onda ottiche.           “I circuiti fotonici sono l’equivalente ottico dei circuiti elettrici. Al posto degli elettroni del semiconduttore del chip, ad essere trasportati lungo i percorsi ottici sono i fotoni, i quanti di luce. Per la creazione di tali percorsi sono stati impiegati impulsi laser ai femtosecondi molto ravvicinati. Grazie alla loro brevità modificheranno le caratteristiche fisiche del diamante tracciando le linee che costituiscono il circuito. Si metteranno così in comunicazione i ‘difetti’ presenti nel diamante che possono essere sfruttati come bit ‘quantistici’.” precisa Ramponi.

Un Diamante per San Valentino?

Quando si pensa al diamante, s’immagina un materiale puro con un perfetto reticolo di atomi di carbonio. “Nel reticolo, invece, sono presenti dei ‘difetti’, seppur rari, come le cosiddette ‘nitrogen vacancy’ (Nv). Nelle quali, al posto di due atomi di carbonio adiacenti, si trova un atomo di azoto accanto ad un posto libero nel reticolo. Questi sono casualmente distribuiti nel volume del diamante (uno ogni miliardo di atomi di carbonio).

Proprietà speciali:

Hanno proprietà speciali in quanto lo spin dell’elettrone che orbita intorno ai difetti può essere sfruttato come bit quantistico con la possibilità di assumere contemporaneamente il valore di 0 e 1 . Quindi sono in grado di aumentare esponenzialmente la velocità di calcolo rispetto agli attuali computer con i bit normali rappresentati dagli elettroni.”, conclude la ricercatrice. “Mediante irraggiamento con laser a femtosecondi, oltre a realizzare le guide d’onda ottiche, è possibile creare le Nv nelle posizioni volute, controllando così lo schema dei circuiti quantistici”.