Recentemente, un’importante ricerca è stata pubblicata sulla rivista di settore Physical Review Letters, dove un gruppo di fisici ha presentato risultati che potrebbero trasformare il panorama del calcolo quantistico. Questo studio, rivelato il 10 gennaio 2025, offre nuove prospettive su come le transizioni energetiche possano avvenire in sistemi complessi, un tema di grande rilevanza nel campo della fisica moderna.
Un passo indietro nella storia della fisica
Nel 1932, quattro illustri scienziati, tra cui Lev Landau e Ettore Majorana, formularono un’equazione per determinare la probabilità di transizione tra stati energetici in un sistema soggetto a variazioni temporali. Questa formula, tuttavia, era limitata a sole due energie, lasciando in sospeso la possibilità di esplorare sistemi più complessi. Con il passare degli anni, la fisica ha compiuto progressi significativi, ma la necessità di espandere la comprensione delle transizioni energetiche è rimasta un obiettivo cruciale.
La ricerca dell’università di Aalto
Un team di fisici del Dipartimento di Fisica Applicata dell’Università di Aalto, situata in Finlandia, ha recentemente dimostrato che le transizioni energetiche possono avvenire anche in sistemi con più di due livelli energetici. Utilizzando un superconduttore simile a quelli impiegati nei computer quantistici, i ricercatori hanno applicato la formula di Landau-Zener a questo materiale innovativo. I risultati ottenuti sono stati sorprendenti: il superconduttore è stato portato dal livello energetico base a quello che viene definito secondo livello eccitato, senza alcun accoppiamento diretto tra i vari stati.
Implicazioni della scoperta
L’innovazione principale di questo studio risiede nella capacità di superare un vincolo fisico che normalmente impedirebbe il passaggio diretto dal livello energetico di base al secondo livello. Marko Kuzmanovic, uno degli autori della ricerca, ha sottolineato come l’aumento dei livelli energetici all’interno di un sistema possa aumentarne significativamente la complessità. Questo approccio, quindi, non solo semplifica l’aggiunta di ulteriori stati, ma apre anche la strada a nuove applicazioni nel campo dei computer quantistici, potenziando le loro capacità operative.
Verso il futuro del calcolo quantistico
Le scoperte di questo team di fisici non si limitano a un semplice avanzamento teorico. Possono essere applicate direttamente per migliorare la potenza di calcolo dei computer quantistici, permettendo l’implementazione di architetture multilivello. Inoltre, bypassare uno stato energetico può significare ottenere una maggiore potenza di calcolo utilizzando un numero ridotto di dispositivi, un aspetto cruciale per l’efficienza e la sostenibilità delle tecnologie future.
Queste scoperte rappresentano un passo significativo verso l’ottimizzazione delle tecnologie quantistiche, promettendo di rivoluzionare il modo in cui i sistemi di calcolo vengono progettati e implementati. Con l’andare del tempo, sarà interessante osservare come queste teorie si traducano in applicazioni pratiche nel mondo della tecnologia.
