Qubit e fibra ottica: rivoluzione nella lettura dei computer quantistici

Un nuovo metodo ottico promette di rivoluzionare la lettura dei qubit superconduttivi, verso computer quantistici più efficienti.

Da anni, gli scienziati stanno cercando di rendere i computer quantistici più affidabili e, soprattutto, più facili da scalare. Il problema principale? I qubit, le unità fondamentali dell’informazione quantistica. Funzionano in modi che sfidano la logica classica, sfruttando sovrapposizione e entanglement per calcoli incredibilmente potenti. Però, integrarli in sistemi più grandi è complicato.

Uno dei limiti più grossi sta proprio nella lettura dei qubit. Nei dispositivi più avanzati, come quelli che usano qubit superconduttivi, questa operazione si basa su segnali elettrici. Ma qui iniziano i problemi: l’uso dell’elettricità comporta un sacco di cablaggi, un raffreddamento criogenico estremo e, soprattutto, una difficoltà enorme nel gestire tutto senza introdurre errori. Insomma, una soluzione che funziona, ma che ha parecchie controindicazioni.

Il settore della computazione quantistica sta attirando investimenti enormi, eppure le recenti dichiarazioni di Jensen Huang, CEO di Nvidia, hanno fatto tremare il mercato. Durante il CES 2025, Huang ha detto chiaramente che i computer quantistici davvero utili sono ancora lontani almeno vent’anni. Questa previsione ha raffreddato gli entusiasmi di molti investitori, mettendo in pausa il rally delle azioni delle aziende del settore. Ma, al di là della finanza, la ricerca continua senza sosta: gli scienziati non si lasciano certo scoraggiare da qualche previsione pessimista.

Tra le soluzioni più promettenti per superare i limiti attuali c’è l’uso della fibra ottica nella lettura dei qubit. La luce ha già rivoluzionato le telecomunicazioni, garantendo velocità altissime e meno dissipazione di calore rispetto ai segnali elettrici. Ma c’è un problema: i qubit superconduttivi parlano la lingua delle microonde, mentre la fibra ottica lavora con segnali a lunghezze d’onda molto diverse. Come far dialogare questi due mondi?

Un nuovo metodo per leggere i qubit con la luce

Ecco dove entra in gioco il team di scienziati dell’Institute of Science and Technology Austria (ISTA), guidato da Johannes Fink. Hanno fatto qualcosa che sembrava impossibile: sono riusciti a leggere un qubit superconduttivo usando solo la luce. Il loro studio, pubblicato su Nature Physics, potrebbe cambiare radicalmente il modo in cui vengono costruiti i computer quantistici.

La chiave del loro successo è stata trovare un modo per convertire i segnali ottici in microonde e viceversa. Per farlo, hanno utilizzato un trasduttore elettro-ottico, un dispositivo capace di tradurre la luce in un segnale che i qubit possono capire. Il bello? Sono riusciti a far arrivare la luce vicinissimo ai qubit senza disturbare la loro superconduttività. Questo significa che possono essere letti senza bisogno di complicati sistemi elettrici e senza produrre troppo calore. Un bel passo avanti.

Verso computer quantistici interconnessi

Ma non è solo una questione di lettura più efficiente. Questa tecnologia potrebbe permettere di collegare diversi computer quantistici tra loro usando la fibra ottica, senza bisogno di raffreddamento criogenico per i collegamenti. Oggi, i computer quantistici devono stare in frigoriferi a diluizione, dispositivi enormi e costosi che limitano il numero di qubit utilizzabili. Con questa nuova tecnica, invece, si potrebbe collegare qubit in punti diversi attraverso la fibra ottica, aprendo la strada a reti quantistiche distribuite.

Quello che ha fatto il team dell’ISTA è solo l’inizio, ma dimostra che una lettura ottica completa dei qubit superconduttivi è possibile. Il prototipo ha ancora dei limiti, certo, ma segna un passo fondamentale verso computer quantistici più potenti, scalabili e finalmente interconnessi.