Promuovere la ricerca quantistica in Europa
Il progetto SPINUS(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE, è stato lanciato nel 2024 allo scopo di creare piattaforme sperimentali per la simulazione e il calcolo quantistici, con l’obiettivo finale di sviluppare un simulatore quantico dotato di più di 50 qubit e un computer quantico dotato di oltre 10 qubit, nonché di dare continuità ai suoi sforzi in seguito alla conclusione dell’iniziativa al fine di estendere queste capacità rispettivamente a più di 1 000 e a 100 qubit. Un anno dopo il suo lancio, nel febbraio del 2025, SPINUS ha tenuto un incontro annuale a Trento per valutare i progressi compiuti in relazione al raggiungimento di queste finalità e allinearsi agli obiettivi strategici per le fasi future del progetto. Sebbene la ricerca quantistica stia avanzando rapidamente, i vincoli delle architetture attuali rendono difficile per i simulatori e i computer quantistici superare i metodi classici in uso al giorno d’oggi. SPINUS sta affrontando questo problema attraverso l’impiego di materiali in diamante e carburo di silicio (SiC) allo scopo di sviluppare hardware scalabile per la simulazione e il calcolo quantistico allo stato solido, sulla base di reti di spin nucleari e qubit di spin elettronico correlati quantisticamente dipolo-dipolo. Questi simulatori e processori saranno in grado di funzionare a temperatura ambiente o prossima alla stessa, eliminando la necessità di disporre di una complessa infrastruttura di raffreddamento; in tal modo, sarà possibile favorire una maggiore adozione della tecnologia in una più vasta gamma di mercati e applicazioni.
Dodici mesi di successi
Tra gli sviluppi presentati durante l’incontro figurano progressi significativi nel controllo e nella lettura degli spin realizzati da vari partner tedeschi del progetto, ovvero il Forschungszentrum Jülich, l’Università di Ulm e l’Università di Stoccarda. Come riportato in un comunicato stampa pubblicato su «EurekAlert!»(si apre in una nuova finestra), i team di ricerca hanno impiegato tecniche PulsePol per implementare con successo i passaggi di fase controllati tra due centri di colore di lacune dell’azoto e la polarizzazione azoto-spin. Anche l’Università di Linköping, ateneo svedese partner di SPINUS, ha riferito di aver conseguito progressi nella sintesi dei materiali creando strati di SiC di alta qualità, isotopicamente puri e dotati di un’elevata levigatezza superficiale, e strutture a sandwich in diamante caratterizzate da sottili strati controllati isotopicamente. I ricercatori delle università di Stoccarda e Ulm e l’Università tecnica di Delft, ateneo olandese partner del progetto, hanno attuato con efficacia sequenze di controllo ottimali per avviare e programmare i loro simulatori quantistici, compiendo notevoli progressi nel controllo e nella misurazione di grandi reti di spin nucleari di oltre 40 spin. Inoltre, hanno dimostrato transizioni di fase dissipative mediante l’impiego di tali simulatori quantistici. Per di più, le équipe di ricerca di Delft, Stuttgart, Ulm e dell’Università di Hasselt, ateneo belga partner del progetto, hanno apportato miglioramenti ai computer quantistici basati sui centri di colore: i ricercatori hanno sviluppato porte di correlazione quantistica a radiofrequenza disaccoppiate dinamicamente e hanno dimostrato porte a 2 qubit ad alta fedeltà in registri quantistici fino a 7 qubit. Ulteriori progressi sono stati raggiunti dai diversi partner del progetto SPINUS in vari ambiti, quali tecniche di lettura elettrica, metodi di simulazione classica e algoritmi quantici. Il consorzio di SPINUS (Spin based quantum computer and simulator (SPINUS)) intende approfondire il suo impegno nelle iniziative quantistiche europee per promuovere la ricerca su scala internazionale, prevedendo inoltre di esplorare il potenziale di integrazione insito nelle linee pilota quantistiche all’interno dell’impresa comune «Chip»(si apre in una nuova finestra). Martin Koppenhoefer, coordinatore del progetto e scienziato attivo presso la Fraunhofer Society in Germania, commenta, concludendo: «La ricerca europea sulle tecnologie quantistiche è di livello mondiale e può partecipare alla gara globale per lo sviluppo di computer quantistici su larga scala, nonché per la dimostrazione del vantaggio quantistico. Nell’ambito di SPINUS, combiniamo e sfruttiamo i punti di forza individuali delle nostre istituzioni partner allo scopo di far progredire le tecnologie quantistiche allo stato solido.» Per maggiori informazioni, consultare: sito web del progetto SPINUS(si apre in una nuova finestra)
