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I fisici del National Institute of Standards and Technology (NIST) hanno dimostrato la possibilità di svolgere in modo affidabile operazioni di elaborazione dell'informazione basate su ioni intrappolati.

Il nuovo lavoro, descritto su “Science Express”, permette di superare alcuni significativi ostacoli nel processo di aumento di scala dalle piccole dimostrazioni di dimensioni microscopiche a più gradi processori quantistici.

Nel corso dello studio, i ricercatori del NIST hanno ripetutamente svolto una combinazione di cinque operazioni logiche quantistiche e 10 operazioni di trasporto dell'informazione, mantenendo i dati binari memorizzati in modo affidabile in ioni, che fungono da bit quantistici di un ipotetico computer quantistico, garantendo al contempo la possibilità di manipolare tale informazione in momenti successivi.

In precedenza, gli scienziati del NIST e di altri istituti di ricerca non sono mai riusciti a usare una tecnologia a qubit per svolgere un intero insieme di operazioni logiche quantistiche mentre veniva trasportata l'informazione e senza produrre disturbi in grado di deteriorare i processi successivi.

"Il progresso significativo consiste nella possibilità di poter continuare la computazione mentre si sta effettuando un consistente trasporto di qubit", ha spiegato Jonathan Home, ricercatore del NIST.

il gruppo del NIST, in precedenza, aveva svolto alcuni epserimenti sull'elaborazione d'informazione quantistica e dimostrato molti componenti basilari per la computazione con ioni intrappolati.

La nuova ricerca combina i precedenti progressi ottenendo due soluzioni cruciali a precedenti punti deboli: raffreddare gli ioni dopo il trasporto in modo che le loro delicate proprietà quantistiche possano essere utilizzate per le successive operazioni logiche e immagazzinare dati in speciali stati ionici resistenti ad alterazioni di campi magnetici parassiti.

In definitiva, i ricercatori del NIST hanno dimostrato su piccola scala tutti i requisiti generalmente riconosciuti per un processore quantistico a ioni, svolgendo tutti i seguenti processi ripetutamente: "inizializzare" i qubit nello stato desiderato (0 o 1), immagazzinare in ioni qubit di dati, effettuare operazioni logiche su uno o due qubit, trasferire informazioni tra diversi punti nel processore e infine leggere i risultati dei qubit singolarmente (0 o 1).

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