Dai computer quantistici prove di simulazione del Big Bang

Replicati con dei computer quantistici i meccanismi che portano alla formazione della materia: una dimostrazione concreta sulle potenzialità di questa innovativa tipologia di computer che promette di aprire uno sguardo nei segreti più intimi della materia. A guidare l’esperimento descritto sulla rivista Nature Physics è stato Christopher Monroe, dell’Università Duke, usando un computer quantistico il cui ‘cuore’ era composto da 13 ioni intrappolati. "Le simulazioni su computer quantistico offrono la piattaforma ideale per studiare questioni complesse come la formazione della materia: rappresentano l'alternativa più vicina all'aver assistito direttamente al Big Bang", ha detto Monroe per spiegare il potenziale di questi nuovi metodi. Quel che avviene alle scale più piccole della materia, ossia i legami che esistono tra mattoncini ultimi che compongono protoni e neutroni, detti quark, è infatti ancora molto difficile da studiare. Tanto che ad oggi l’unico modo è quello di far collidere tra loro particelle spingendole ad altissime velocità, come avviene nel Large hadron collider al Cern: esperimenti in cui è possibile rompere i legami che esistono tra i quark e dalla cui energia liberata è possibile assistere alla formazione di nuove particelle di materia, spesso per istanti brevissimi di tempo. Usando ora le capacità di un ‘piccolo’ computer quantistico a 13 qubit, le unità di calcolo dei computer quantistici in qualche modo analoghi ai tradizionali bit, i ricercatori sono riusciti a replicare proprio uno di questi eventi di rottura del legame tra 2 quark e la formazione di nuove particelle. Una simulazione molto limitata, tanto che è stata poi replicata anche con un supercomputer tradizionale, ma che dimostra le potenzialità di questa nuova generazione di macchine (ancora non abbastanza potenti) anche come strumenti per studiare come mai prima i segreti più intimi della materia. L’esperimento è stato condotto parallelamente anche da altri 2 gruppi di ricerca, usando complessivamente 3 tipologie differenti di computer quantistici: a ioni intrappolati dall’Università Duke, a superconduttori da un gruppo di ricerca di Google, e ad atomi freddi da QuEra.