Chip luminosi: il Cnr lancia la rivoluzione del calcolo quantistico in orbita

Il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) ha compiuto un’importante conquista tecnologica portando in orbita i primi due chip fotonici quantistici. Questi chip, che utilizzano particelle di luce per eseguire calcoli complessi, sono frutto di una collaborazione internazionale che coinvolge l’Istituto di Fotonica e Nanotecnologie del CNR, l’Università di Vienna, l’Università Tecnica di Monaco, l’Agenzia Spaziale Tedesca (DLR) e altri partner europei. Questa iniziativa non solo segna un progresso significativo nel campo della computazione quantistica, ma apre anche nuove frontiere nella ricerca scientifica e applicativa.

I chip in orbita

I chip sono stati realizzati nei laboratori del CNR-IFN di Milano e attualmente si trovano in orbita terrestre bassa, a circa 520 chilometri di altitudine, all’interno di due satelliti distinti lanciati il 23 giugno dalla base spaziale di Vandenberg in California. La scelta della data di lancio coincide con un periodo di crescente interesse e investimenti nel settore della tecnologia quantistica a livello globale.

Francesco Ceccarelli e Giacomo Corrielli, ricercatori del CNR-IFN, enfatizzano che portare un processore quantistico nello spazio richiede un livello di affidabilità senza precedenti. I chip ottici sono stati progettati per resistere a diverse condizioni estreme, tra cui:

1. Vibrazioni
2. Shock
3. Escursioni termiche

Inoltre, i chip sono stati testati per funzionare senza intervento umano, un requisito essenziale per operare in un ambiente spaziale.

Architettura modulare e compatta

Uno degli aspetti più innovativi di questi chip è la loro architettura modulare e compatta. Questa progettazione ha permesso di soddisfare rigorosi requisiti di peso e consumo energetico, essenziali per un sistema satellitare. La miniaturizzazione della tecnologia fotonica rappresenta un traguardo importante, consentendo di integrare funzionalità avanzate in spazi limitati, cruciali per le missioni spaziali.

Attualmente, i ricercatori stanno lavorando per stabilire una comunicazione efficace con i satelliti e sono previste misurazioni sperimentali. Queste misurazioni hanno due obiettivi principali:

1. Esplorare le potenzialità della computazione quantistica nello spazio come piattaforma autonoma per future missioni.
2. Studiare i principi fondamentali della meccanica quantistica in condizioni di microgravità.

Impatti sulla ricerca scientifica

Roberto Osellame, a capo del gruppo di ricerca, ha sottolineato l’importanza di queste missioni per il CNR, affermando che l’ente sta emergendo come fornitore di tecnologie per l’uso dell’informazione quantistica nello spazio. Questo non solo contribuirà al progresso della scienza fondamentale, ma aprirà anche nuovi scenari applicativi nel contesto spaziale. L’uso della computazione quantistica in orbita potrebbe rivoluzionare le comunicazioni satellitari, migliorando la sicurezza e l’efficienza dei sistemi informatici.

La computazione quantistica si basa su principi fisici che differiscono significativamente da quelli della computazione classica. Mentre i computer tradizionali utilizzano bit per rappresentare informazioni, i computer quantistici utilizzano qubit, che possono rappresentare simultaneamente più stati grazie al fenomeno della sovrapposizione. Questa capacità consente di eseguire calcoli estremamente complessi a velocità senza precedenti, con applicazioni potenziali in vari settori, dalla gestione di dati satellitari alla simulazione di processi atmosferici.

In sintesi, il lancio dei chip fotonici quantistici da parte del CNR rappresenta un passo fondamentale verso l’integrazione della tecnologia quantistica nello spazio. Con il supporto di partner internazionali e un impegno costante nella ricerca avanzata, il CNR si posiziona all’avanguardia nel settore della fotonica e della nanotecnologia, aprendo la strada a nuove scoperte e innovazioni che potrebbero trasformare il nostro approccio alla tecnologia e alla scienza del futuro.