I computer quantistici vengono spesso mostrati come il futuro della tecnologia che porterà un avanzamento nella predizione dei modelli matematici del meteo, nella crittografia per la sicurezza e nell’analisi delle quotazioni azionarie. Tuttavia, nella loro attuale forma, hanno due grossi svantaggi: consumano molta energia e devono essere raffreddati a temperature prossime allo zero assoluto. Ecco perché il nuovo transistor a singolo atomo potrebbe rendere effettivo il futuro programmato.

Sviluppati dal fisico Thomas Schimmel e il suo team presso il Karlsruhe Institute of Technology (KIT), i transistor a singolo atomo sono esattamente quello che sembrano: dei piccolissimi switch che consentono o meno il passaggio di elettroni da un punto all’altro composti da un solo atomo di argento.

Sfruttando una tecnologia di nuova generazione, è stato possibile far si che la posizione del singolo elettrone presente nel transitor assumesse una posizione fissa e programmabile, facendo quindi in modo di chiudere o aprire il circuito elettrico a comando e consentendo o meno il passaggio di elettricità (quello che gli attuali computer interpretano come 0 e 1).

Per quanto riguarda il funzionamento, “questo componente elettronico quantistico commuta la corrente elettrica mediante il riposizionamento controllato di un singolo atomo, adesso anche nello stato solido in un gel elettrolita“, spiegano i ricercatori.

Il dr. Shimmel ha voluto poi puntualizzare il fatto che i principali svantaggi degli attuali computer quantistici sono del tutto assenti con questo genere di soluzione. Innanzi tutto, il consumo energetico arriva ad essere addirittura di 10.000 volte inferiore rispetto a un transistor tradizionale di silicio. Come se non bastasse poi, il transistor a singolo atomo di sua invenzione è in grado di funzionare anche a temperatura ambiente.

“Questo elemento permette la commutazione a energie molto più piccole di quelle delle tradizionali tecnologie al silicio. Stiamo parlando di un fattore di 10.000“, ha spiegato il professor Schimmel. Il transistor a singolo atomo non funziona solo a temperature estremamente basse vicino allo zero assoluto, cioè a -273° C, ma già a temperatura ambiente.

Finora il transistor a singolo atomo del KIT era stato applicato a un elettrolita liquido, ma ora il team di ricercatori ha progettato una variante capace di lavorare in un elettrolita solido.

Certo, il lavoro di Ricerca & Sviluppo è ancora moltissimo e non vedremo qualcosa del genere applicato al mondo della scienza quantistica almeno per diversi altri anni. Non ci stupiremmo però se aziende del calibro di Google, IBM e Intel avessero già adocchiato questa ricerca per possibili applicazioni future.