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Un condensatore a tunnel quantistico per i nuovi computer

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Il flusso canalizzatore di ‘Ritorno al Futuro’ è realtà: servirà per i computer superveloci. Non ci farà viaggiare nel tempo, ma tornerà utile nell’informatica quantistica. Lo ha messo a punto un team di ricercatori svizzero-australiano ed è simile al dispositivo dell’Emmett ‘Doc’ Brown del grande schermo.

“GRANDE Giove!” Una reazione forse poco scientifica, ma quasi inevitabile. A scatenarla un articolo scientifico appena pubblicato sulla rivista Physical Review Letters da parte di un’équipe di scienziati svizzera-australiana, che racconta di aver progettato un dispositivo che, sfruttando l’effetto tunnel, una delle tante bizzarre peculiarità della meccanica quantistica, rompe la cosiddetta ‘simmetria di inversione temporale’. Un po’ come faceva, per l’appunto, il fantascientifico ‘flusso canalizzatore’ del professor Emmett ‘Doc’ Brown nella trilogia fantascientifica di Ritorno al Futuro, un macchinario che consentiva di spostarsi a proprio piacimento nel tempo. A suggerire l’analogia sono stati gli stessi autori, che hanno chiamato il prototipo ‘flux capacitor’, esattamente come nel film, e proposto un design molto simile a quello del dispositivo di Doc. Anche se la versione reale del flusso canalizzatore non ci consentirà di visitare i favolosi anni ’50 o il polveroso Far West di fine ottocento, secondo gli autori della ricerca sarà utile per mettere a punto processori quantistici più stabili, sicuri e veloci.

·COME IN UNA ROTATORIA
Per comprendere il lavoro dei ricercatori, frutto di una collaborazione tra lo Australian Centre for Engineered Quantum System (Equs) e dello Austrialian Centre for Future Low-Energy Electronics Technologies (Fleet), si pensi a una rotatoria stradale. Le automobili, una volta entrate nella rotatoria, sono vincolate a percorrerla in una sola direzione, fino a raggiungere l’uscita desiderata. Il flusso canalizzatore – o, più precisamente, il condensatore di flusso – proposto dagli scienziati funziona pressappoco allo stesso modo: sfruttando l’effetto tunnel quantistico (in virtù del quale una particella può ‘oltrepassare’ una barriera insormontabile, un po’ come se avesse a disposizione un tunnel che la perfora), i ricercatori hanno ideato un dispositivo in cui la corrente può circolare in una ‘rotatoria magnetica’ attorno a un condensatore in un’unica direzione.

Il flusso canalizzatore di 'Ritorno al Futuro' è realtà: servirà per i computer superveloci

·GESTIRE IL TRAFFICO ELETTRICO
“Abbiamo proposto, – spiega Jared Cole, uno degli autori della ricerca – due possibili circuiti, uno dei quali è molto somigliante al celebre flusso capacitore a tre punte del film Ritorno al Futuro. In questo dispositivo, ‘tubi’ quantistici di flusso magnetico si possono muovere attorno a un condensatore sormontando, grazie all’effetto tunnel, ostacoli altrimenti insuperabili”. Il comportamento di cariche elettriche e campo magnetico in questa particolare configurazione comporta quello che i fisici chiamano ‘rottura della simmetria temporale’, dove per simmetria temporale si intende la teoria secondo la quale, in determinati scenari, le dinamiche di un sistema restano invariate cambiando la direzione di scorrimento del tempo. Tutto ciò, però, non ha niente a che vedere con viaggi nel futuro o nel passato: “Sfortunatamente, – racconta Tom Stace, un altro degli scienziati coinvolti nella ricerca – questo effetto non ci permetterà di spostarci indietro nel tempo. Ci consentirà, però, di far circolare segnali elettrici nei circuiti in una sola direzione, come automobili in una rotonda”.

·VERSO I COMPUTER QUANTISTICI
Se dovesse essere realizzato, un dispositivo del genere potrebbe essere utilizzato, per esempio, per isolare una particolare porzione di un apparato sperimentale rispetto al resto, impedendo alla corrente di circolarvi. Il che potrebbe essere importante nel caso di esperimenti condotti su sistemi quantistici, estremamente sensibili e delicati. “Il dispositivo, – conclude Clemens Mueller, del Politecnico Federale di Zurigo, primo autore della ricerca, – è un componente cruciale per tecnologie di nuova generazioni, compresi i computer quantistici: la nostra ricerca costituisce un importante passo in avanti nel campo, perché consentirà di avere il controllo diretto dei segnali che circolano in un processore quantistico”.

Il flusso canalizzatore di 'Ritorno al Futuro' è realtà: servirà per i computer superveloci
Una scena del film “Ritorno al Futuro” di Robert Zemeckis (1985)
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