La sorprendente corsa degli atomi neutri nella rivoluzione del calcolo quantistico

Negli ultimi cinque anni, gli atomi neutri si sono affermati come candidati sorprendenti nella competizione per costruire un computer quantistico, una macchina che sfrutterebbe le leggi della fisica quantistica per risolvere determinati problemi computazionali importanti molto più efficientemente rispetto a qualsiasi computer convenzionale. In un processore quantistico ad atomi neutri, gli atomi sono sospesi in vuoto ultravuoto da matrici di fasci laser a fuoco stretto chiamati pinzette ottiche. I ricercatori hanno ampliato le matrici a oltre 100 atomi alcalini, ognuno dei quali ha un elettrone di valenza, ed eseguito algoritmi quantistici utilizzando matrici più piccole. Ora stanno esplorando nuove capacità di elaborazione delle informazioni quantistiche e di misurazione nelle matrici di atomi con due elettroni di valenza, tra cui gli atomi di terra alcalina nella seconda colonna della tavola periodica e alcuni altri con proprietà simili, come l'itterbio. Le matrici di pinzette di atomi di terra alcalina hanno dimostrato promesse sia nella computazione quantistica che nella misurazione del tempo di precisione: possono codificare nuovi tipi di qubit con lunghi tempi di coerenza e fungere da orologi atomici all'avanguardia. In futuro, potrebbero aiutare i ricercatori a implementare protocolli per la correzione degli errori quantistici tolleranti ai guasti e sfruttare l'entanglement quantistico su larga scala per spingere ulteriormente i limiti delle prestazioni degli orologi atomici.