La memoria è una delle parti più importanti di un computer e negli anni la ricerca si è spinta nella direzione di creare RAM in grado di immagazzinare una quantità sempre maggiore di dati su supporti di dimensioni sempre più ridotte. La meccanica quantistica offre la possibilità di ottenere memorie molto più efficienti e sicure di quelle oggi disponibili, con alcuni svantaggi, però, fra cui le dimensioni piuttosto importanti dei dispositivi, che non sono facilmente miniaturizzabili.

Ora però si potrebbe essere a una svolta. Per la prima volta infatti un team internazionale di scienziati è stato in grado di realizzare una memoria quantistica 1000 volte più piccola di dispositivi simili già presenti sul mercato, a tal punto da poterla inserire direttamente in un chip.

La ricerca, pubblicata dalla rivista Science lo scorso 29 settembre, è stata condotta da un team internazionale di scienziati con capofila il California Institute of Technology insieme all’università di Verona e a quella di di Parma, al National Institute of Standards and Technology e al Jet Propulsion Laboratory di Pasadena (California).

Memoria quantistica

Da alcuni anni i ricercatori stanno cercando di realizzare computer quantistici che si basino sulla trasmissione di luce (fotoni) e non di elettricità. La sfida riguardava soprattutto la miniaturizzazione delle componenti e la novità della scoperta risiede proprio nell’aver creato una memoria di dimensioni estremamente ridotte (pochi micron) e capace di essere inserita direttamente in un chip.

Questa memoria è basata su cristalli di vanadato di ittrio, contenenti quantità estremamente piccole dello ione neodimio, un elemento appartenente alla serie delle Terre Rare presente anche nelle comuni lampadine a led e nei TV. La memoria quantistica immagazzina le informazioni in modo simile alle memorie tradizionali, ma lo fa attraverso singole particelle quantistiche, in questo caso fotoni di luce.

Ciò avviene nello ione neodimio, responsabile dell’assorbimento ed emissione della luce, che dà luogo all’immagazzinamento e rilascio delle informazioni. Ciò consente di sfruttare le caratteristiche eccezionali della meccanica quantistica per memorizzare i dati in modo più efficiente e sicuro. Questo nuovo tipo di chip potrebbe in futuro essere integrato in sistemi più complessi, dando il via alle prime reti quantistiche e rivoluzionando nettamente l’approccio attuale.

“Il risultato raggiunto dal team di ricerca internazionale è significativo proprio per le dimensioni nanometriche, pari a 700 nanometri di larghezza per 15 micron di lunghezza, assimilabili alle dimensioni di un globulo rosso. Le proprietà delle memorie quantistiche garantiscono una maggiore fedeltà dell’informazione, rispetto alle memorie convenzionali, con un evidente vantaggio nell’efficienza” ha spiegato Marco Bettinelli, docente di Chimica generale e inorganica nel dipartimento di Biotecnologie dell’Università di Verona.