L'ETH di Zurigo e il PSI creano un hub per il calcolo quantistico
L'ETH di Zurigo e l'Istituto Paul Scherrer (PSI) aprono un centro congiunto per lo sviluppo di computer quantistici. L'obiettivo è quello di far progredire la realizzazione di computer quantistici basati su trappole ioniche e componenti superconduttori. L'ETH di Zurigo mette a disposizione 32 milioni di franchi svizzeri. Nel centro lavoreranno circa 30 ricercatori.
Sono grandi, soggetti a errori e difficili da costruire: L'inizio dei computer quantistici ricorda molto la nascita dei computer convenzionali. I ricercatori dell'ETH di Zurigo sono attualmente in grado di lavorare all'ETH di Zurigo con un massimo di 17 bit quantistici, noti come qubit. Tuttavia, se un giorno i computer quantistici vorranno realizzare il loro pieno potenziale, avranno bisogno di computer con migliaia, se non centinaia di migliaia di qubit.
Il prossimo passo è sviluppare computer con più di 100 qubit. A questo scopo, l'ETH di Zurigo e l'Istituto Paul Scherrer (PSI) di Villigen stanno aprendo l'"ETH di Zurigo - PSI Quantum Computing Hub". Detlef Günther, Vicepresidente per la ricerca dell'ETH di Zurigo, è convinto: "La collaborazione con il PSI permetterà all'ETH di espandere ulteriormente la sua posizione di leader nel campo dell'ingegneria dei calcoli quantistici". Più di 30 scienziati lavoreranno nel nuovo hub, svolgendo ricerche nelle due aree tecnologiche dei circuiti superconduttori e delle trappole ioniche sotto la guida dei professori dell'ETH Andreas Wallraff e Jonathan Home. In futuro, altri gruppi che lavorano su argomenti correlati integreranno il centro di ricerca.
Due tecnologie, un unico obiettivo
"La particolarità del Quantum Computing Hub è che queste due tecnologie vengono studiate nello stesso laboratorio", spiega Andreas Wallraff. Sebbene l'hardware dei computer quantistici basati sugli ioni e sui superconduttori sia completamente diverso, egli vede potenziali sinergie nello sviluppo dei sistemi operativi, ad esempio. Anche l'ETH e il PSI vogliono sfruttare le sinergie: "Al PSI lavoriamo da tempo sulla tecnologia quantistica legata all'industria. Sviluppiamo e utilizziamo la tecnologia quantistica anche per la fisica delle particelle", afferma Gabriel Aeppli, responsabile della ricerca sui fotoni del PSI. "Per il Quantum Computing Hub, il PSI mette a disposizione sia la sua decisione di implementare grandi progetti di ricerca, la crioelettronica e la nanofabbricazione, sia i metodi di misurazione estremamente precisi che utilizzano le strutture di ricerca su larga scala. Il Quantum Computing Hub sarà ospitato nei locali del campus del PSI a Villigen, in Argovia. A questo scopo, un edificio esistente è stato convertito per la ricerca specifica sui computer quantistici.
Computer quantistici per la ricerca interdisciplinare
L'ETH di Zurigo è una delle migliori università al mondo per la ricerca quantistica. In totale, all'ETH sono attive più di due dozzine di cattedre di sei dipartimenti nel campo della ricerca quantistica. I computer quantistici sviluppati nell'hub verranno messi a disposizione di ricercatori di varie discipline, dando loro accesso diretto a un banco di prova con le due tecnologie leader. L'utilizzo dei fenomeni astratti della meccanica quantistica per applicazioni concrete richiede non solo l'intervento di informatici teorici e sperimentali, ma anche di ingegneri che si occupano, ad esempio, di elettronica, nanofabbricazione, nuovi materiali o scalabilità dei processi, nonché di informatici che sviluppano gli approcci di programmazione necessari per poter utilizzare le nuove tecnologie.
Immagine del sistema di raffreddamento in cui il chip quantistico superconduttore viene fatto funzionare a temperature prossime allo zero assoluto (-273 gradi Celsius). (Immagine: Quantum Device Lab / ETH di Zurigo)
Trappola ionica con ottica integrata per il calcolo quantistico. (Immagine: Karan Mehta / ETH di Zurigo) Trappole ioniche con ottica integrata per il calcolo quantistico. (Immagine: Heidi Hofstettler / ETH di Zurigo)
