How Quantum Computers Are Being Built

"Yousef, potresti accendere il computer, per favore? Devo stampare una cosa," chiamò la mamma di Yousef dalla cucina. Yousef, sempre curioso, si fermò, la fronte corrugata. "Ma aspetta, mamma, chi ha inventato i computer? Cosa facevano le persone prima?" Corse verso la sua stanza, il suo logoro taccuino di pelle che gli rimbalzava contro la gamba, determinato a trovare risposte nella sua speciale enciclopedia delle invenzioni.

Yousef irruppe nella sua camera da letto a tema scientifico, piena di poster di inventori e modelli di macchine. Si gettò praticamente contro la libreria, afferrando l'antica e luminosa Enciclopedia delle Invenzioni. Appena le sue dita sfiorarono la copertina, la stanza cominciò a dissolversi in vortici di colori luminosi. Ansimò, stringendo forte il libro. "Ci risiamo!"

Yousef inciampò, atterrando pesantemente sui ciottoli. Si guardò intorno, smarrito. I cristalli luminosi erano spariti; ora era circondato da un vivace laboratorio pieno di strani marchingegni. Un ragazzo con la pelle marrone medio e capelli biondi lisci di media lunghezza, infilati dietro le orecchie, armeggiava con un intricato dispositivo fatto di valvole termoioniche e fili. "Dove sono?" mormorò Yousef, rialzandosi in fretta.

"Tu devi essere il nuovo apprendista!" esclamò il ragazzo biondo, pulendosi il grasso dalle mani con uno straccio. "Sono Leon. E questo è uno dei primi computer quantistici! Stiamo lavorando per migliorare la velocità dei calcoli. Prima di computer come questo, i decifratori impiegavano anni per decodificare i messaggi. Ora, possiamo farlo molto più velocemente." Yousef lo fissò, a occhi spalancati. "Computer quantistici? Ma come funzionano?"

Leon indicò un diagramma complesso sulla parete. "I computer normali usano bit – zero e uno. Ma i computer quantistici usano qubit. I qubit possono essere zero, uno, o entrambi allo stesso tempo! È come, come disse il filosofo Arthur Schopenhauer, 'Il talento colpisce un bersaglio che nessun altro può colpire; il genio colpisce un bersaglio che nessun altro può vedere.' L'informatica quantistica ci permette di 'vedere' soluzioni che prima erano impossibili", spiegò. Yousef scarabocchiò furiosamente nel suo quaderno.

«Una delle sfide più grandi», tuonò Diego, entrando nell'officina, «è mantenere stabili i qubit. Sono incredibilmente sensibili alle interferenze. Anche la più piccola vibrazione o cambiamento di temperatura può sballare i calcoli!» Diego, un uomo sulla trentina, corpulento e gentile, con la pelle marrone chiaro dai toni caldi e capelli biondo scuro corti e mossi naturalmente, regolò una manopola su un grande dispositivo cilindrico. «Ecco perché abbiamo bisogno di un raffreddamento estremo», grugnì, «vicino allo zero assoluto, più freddo dello spazio esterno!»

"Quindi, stai dicendo che il minimo disturbo può rovinare tutto?" chiese Yousef, con gli occhi spalancati. Diego annuì gravemente. "Esattamente. Stiamo usando materiali superconduttori, raffreddati con elio liquido. È una danza delicata. Ma, considera questo: nel duemiladiciannove, Google ha affermato che il suo computer quantistico, Sycamore, poteva eseguire un calcolo in duecento secondi che al supercomputer più potente del mondo avrebbe richiesto diecimila anni! Questo è il potere che stiamo sbloccando."

Improvvisamente, il terreno cominciò a tremare! La polvere pioveva dal soffitto. "Terremoto!" gridò Leon. Un'unità di raffreddamento vicina si rovesciò, versando elio liquido ovunque. Le sirene suonarono. "I qubit! Perderanno coerenza!" urlò Diego, affrettandosi a rimettere a posto l'unità. Yousef si ricordò di qualcosa che aveva letto nell'enciclopedia sulla frequenza di risonanza: certi cristalli potevano assorbire le vibrazioni. Afferrando il suo taccuino, sfogliò freneticamente le pagine.

«Ecco!» gridò Yousef, indicando un diagramma. «Alcuni cristalli di quarzo risuonano a frequenze che annullano le vibrazioni! Se riusciamo a posizionarli vicino ai qubit...» Diego, con il viso segnato dalla sporcizia, guardò Yousef con un barlume di speranza. Leon raccolse rapidamente una manciata di cristalli di quarzo da uno scaffale vicino e li posizionò con cura attorno ai delicati qubit. Le vibrazioni diminuirono. Il computer si stabilizzò. «Ce l'hai fatta!» esclamò Diego.

Improvvisamente, il laboratorio luccicò e Yousef si ritrovò di nuovo nella sua stanza, con l'Enciclopedia delle Invenzioni chiusa in grembo. Corse in cucina. "Mamma! So come si costruiscono i computer quantistici! Usano qubit che possono essere zero e uno allo stesso tempo! E devono essere mantenuti più freddi dello spazio! Sapevi che entro il duemila ventiquattro, il mercato del quantum computing potrebbe raggiungere gli ottantasei miliardi?" Sua madre sorrise, scuotendo la testa. "È incredibile, Yousef! Ora, a proposito di quella stampa... Continua!"