Svolta Quantistica: il Suono diventerà la memoria dei Computer del futuro! La scoperta rivoluzionaria dalla Caltech

Un’innovazione che potrebbe cambiare per sempre le regole del gioco. I ricercatori del Caltech (California Institute of Technology) hanno messo a punto una memoria quantistica ibrida che immagazzina le informazioni dei qubit superconduttori sotto forma di suono, estendendone la durata in modo drastico. La scopertà è stata riportata dalla rivista scientifica Phys.

La tecnica converte i segnali elettrici quantistici in vibrazioni acustiche per mezzo di un oscillatore meccanico integrato su un chip, del tutto simile a un diapason microscopico. Queste onde meccaniche dissipano l’energia molto più lentamente e prevengono interferenze indesiderate, offrendo una soluzione incredibilmente compatta e scalabile.

Il prototipo del team ha raggiunto una durata di vita fino a 30 volte superiore a quella degli attuali qubit. Il lavoro prosegue ora per aumentare la velocità di trasferimento dei dati, un passo cruciale per le applicazioni pratiche del calcolo quantistico.

Questa scoperta si inserisce in un contesto di rapidi progressi: già nell’aprile del 2025, scienziati di università britanniche ed europee avevano annunciato la prima archiviazione e recupero di dati su un computer quantistico a livello globale, segnando una pietra miliare verso la costruzione di un futuro internet quantistico.

Come fuziona il mico diapason, da Phys

Una memoria alimentata dal suono

I qubit superconduttori sono estremamente efficaci nell’elaborare le informazioni quantistiche nel dominio delle microonde, ma soffrono di tempi di coerenza molto brevi, un limite enorme per la loro capacità di archiviare i dati.

Per risolvere questo problema, i ricercatori stanno esplorando le memorie quantistiche, dispositivi in grado di mantenere gli stati quantistici per lunghi periodi. Il gruppo del Caltech ha ora dimostrato una tecnica ibrida che, per estendere notevolmente l’archiviazione, trasforma le informazioni elettriche dei qubit superconduttori in onde sonore.

Nel calcolo tradizionale, le informazioni sono memorizzate in bit (0 o 1), mentre il calcolo quantistico utilizza i qubit, che possono esistere contemporaneamente in una superposizione di entrambi gli stati. Questa caratteristica è alla base della straordinaria potenza dei computer quantistici, capaci di risolvere problemi impossibili per le macchine tradizionali. Molti sistemi quantistici si basano su circuiti superconduttori, dove gli elettroni fluiscono senza resistenza a temperature bassissime per generare i qubit. Sebbene siano eccellenti per il calcolo, sono pessimi per l’archiviazione.

Collegando i qubit a minuscoli oscillatori meccanici che vibrano a frequenze di gigahertz, il team del Caltech ha preservato gli stati quantistici per un tempo fino a 30 volte superiore rispetto ai metodi attuali, segnando un passo fondamentale verso soluzioni di memoria quantistica pratiche e scalabili.

“Una volta che hai uno stato quantistico, potresti non volerlo usare immediatamente. Hai bisogno di un modo per recuperarlo quando vuoi eseguire un’operazione logica. Per questo, serve una memoria quantistica,” ha dichiarato in un comunicato Mohammad Mirhosseini, professore associato di ingegneria elettrica e fisica applicata al Caltech.

L’oscillatore che estende la vita dei qubit

Il team del Caltech aveva già dimostrato in passato che i fononi — i quanti del suono — potevano essere un mezzo efficace per immagazzinare informazioni quantistiche. Queste particelle di vibrazione operano a frequenze di gigahertz, compatibili con quelle dei qubit superconduttori, e funzionano bene alle temperature estremamente basse necessarie per preservare gli stati quantistici. La loro lunga durata li rendeva candidati promettenti per le applicazioni di memoria quantistica.

Basandosi su quest’ultima scoperta sul suono, i ricercatori hanno fabbricato un qubit superconduttore su un chip e lo hanno collegato a un oscillatore meccanico in miniatura, essenzialmente un diapason su scala nanometrica. Quando le onde sonore eccitano le piastre flessibili che compongono questo oscillatore, queste vibrano a frequenze di gigahertz. Applicando una carica elettrica, le piastre possono interagire con i segnali elettrici quantistici, immagazzinando e recuperando le informazioni quantistiche sotto forma di vibrazioni meccaniche.

Secondo il team, le misurazioni hanno rivelato che gli oscillatori hanno mantenuto gli stati quantistici fino a 30 volte più a lungo degli attuali qubit superconduttori.

L’approccio offre numerosi vantaggi: le onde acustiche, che viaggiano più lentamente, consentono di realizzare dispositivi compatti, e le vibrazioni meccaniche non si disperdono nello spazio libero, riducendo la perdita di energia e le interferenze. Quindi, con l’utilizzo del suono, le informazioni possono essere conservate in modo più semplice e, soprattutto, più economico. Il paper scientifico originale e reperibile sulla rivista Nature.