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Pisa, sviluppi dell’ingegneria quantistica Innovazione

 

Quando i computer a memoria quantistica e altre futuribili applicazioni come la crittografia quantistica diventeranno realtà, saremo così abituati a queste tecnologie che ci sembrerà del tutto naturale il loro funzionamento. Meccanica quantistica permettendo.
Su Nature Physics è stato pubblicato un articolo risultato della collaborazione dei ricercatori del dipartimento di Fisica dell’Università di Pisa e del Laboratorio NEST (National Enterprise for NanoScience and NanoTechnology) della Scuola Normale Superiore, CNR e IIT, che ha indagato teoricamente e sperimentalmente nuovi protocolli di manipolazione dello stato di un oggetto quantistico. Attraverso l’ingegneria quantistica è infatti possibile preparare singoli oggetti quantistici in uno stato ben determinato e controllarne l’evoluzione temporale con un alto livello di efficienza.
Manipolare la materia a livello nanometrico significa modificarne qualitativamente la natura. Su scala nanometrica, un filamento di DNA e un microchip sono qualitativamente la stessa cosa. Le potenzialità si queste ricerche sono, dunque, estremamente potenti.
I ricercatori devono però fare i conti con i vincoli delle leggi naturali. Se nella fisica classica la manipolazione dello stato di un oggetto è ormai realtà, su scala nanometrica il cambiamento di stato si imbatte nei limiti fisici rappresentati dalla meccanica quantistica: limiti nella velocità della trasformazione e fragilità intrinseca di ogni oggetto quantistico.
Gli studiosi hanno dimostrato che lavorando all’interno del limite imposto dal principio di indeterminazione di Heisenberg, è possibile cambiare lo stato quantistico con la massima velocità teorica utilizzabile e con elevata efficienza. Lo studio ha sfruttato le potenzialità dei condensati di Bose-Einstein, oggetti quantistici costituiti da atomi ultrafreddi resi identici in tutte le loro proprietà per mezzo della manipolazione laser.
Tali ricerche possono dare impulso alla competizione internazionale nel campo delle nanotecnologie con importanti applicazioni per la chimica, la fisica, la biologia e la medicina, l’informatica.
 

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