Computer quantistici del futuro: sviluppi rivoluzionari in vista!

Computer quantistici del futuro: sviluppi rivoluzionari in vista!

Il 24 giugno 2025 si è svolto presso l'Università Tecnica di Ilmenau un importante workshop che ha affrontato il tema della microelettronica superconduttrice. Il workshop, condotto dal Prof. Hannes Töpfer, Preside della Facoltà di Ingegneria Elettrica e Informatica, ha discusso i sensori superconduttori, i circuiti, gli approcci di progettazione nonché le sfide e i requisiti per l'informatica quantistica digitale e i circuiti neuromorfici. Il suo obiettivo era combinare gli sforzi di ricerca internazionali e creare un ecosistema dalla ricerca di base alla produzione di chip.

Questo evento ha evidenziato l'enorme importanza delle tecnologie superconduttrici per l'efficienza energetica e la potenza di calcolo del futuro. I migliori esperti, tra cui Nobuyuki Yoshikawa della Yokohama National University, Scott Holmes, coinvolto nella International Roadmap for Devices and Systems (IRDS), e Jie Ren dello Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, hanno discusso la rilevanza di queste tecnologie per le tecnologie dell'informazione sostenibili. Il workshop si è aperto con un intervento di Oleg Mukhanov, un pioniere dei circuiti superconduttori che ha fornito la prima prova sperimentale dell'esistenza di circuiti digitali superconduttori nel 1987.

Focus sull'informatica quantistica

Uno dei temi centrali del workshop è stato lo sviluppo di computer quantistici basati su superconduttori. Quest'area sta diventando sempre più importante, soprattutto grazie al progetto ApriSuperQplus100 è chiarito. Si tratta di un'iniziativa per sviluppare sistemi e tecnologie per computer quantistici basati su elementi superconduttori. Il progetto fa parte dell'agenda di ricerca strategica dell'UE per la tecnologia quantistica e mira a fornire dimostratori integrati per scopi di ricerca e applicazione.

Un aspetto importante di questo progetto è la produzione di almeno 100 qubit di alta qualità in uno dei dimostratori. Ciò include lo sviluppo di una piattaforma di progettazione e produzione per chip quantistici di alta qualità e la loro integrazione in moduli multi-chip. Il contributo di FraunhoferEMFT è cruciale, soprattutto attraverso nuovi processi per la produzione di chip qubit. L'obiettivo è produrre chip su scala industriale e definire i processi di produzione per wafer da 200 mm in camere bianche.

Il ruolo del software quantistico

Un altro aspetto importante è la ricerca nel campo del software quantistico. Jeanette Lorenz e il suo team stanno lavorando per adattare gli algoritmi ai difetti hardware dei qubit. Il progetto QUAST mira a rendere il calcolo quantistico accessibile alle imprese e si concentra sui problemi di ottimizzazione industriale. Una sfida chiave per Lorenz e i suoi colleghi è selezionare l’algoritmo giusto per il rispettivo hardware e allo stesso tempo rendere i problemi industriali implementabili nei computer quantistici.

Lo stack software sviluppato consente una struttura a strati di tutti i componenti per lo sviluppo e il funzionamento dei computer quantistici. Hardware diversi presentano vantaggi e svantaggi specifici per le diverse applicazioni. Le trappole ioniche sono più lente, ma offrono una maggiore precisione e sono particolarmente adatte per le simulazioni molecolari.

In sintesi, le tecnologie basate sulla microelettronica superconduttrice e sull’informatica quantistica racchiudono un enorme potenziale per il futuro. Gli sviluppi in entrambi i settori potrebbero consentire progressi significativi in ​​termini di efficienza energetica e potenza di calcolo sia nella ricerca che nell’industria.