Germanio, ingrediente rivoluzionario per PC quantistici

Germanio, elemento rivoluzionario per PC quantistici

Dall’Università di Milano Bicocca arriva la notizia della scoperta del Germanio come soluzione concreta per la produzione di processori per PC quantistici.

I PC quantistici

I PC quantistici rappresentano la futura generazione di dispositivi elettronici, in grado di utilizzare la fisica quantistica, per aumentare la potenza di calcolo. Infatti verranno abbandonati i classici bit (1 o 0), che verranno sostituiti dai Qubit, o quantum bit, che possono esistere in più stati, anche contemporaneamente.

Vi avevamo già parlato del browser a crittografia quantistica, Canary Chrome. Infatti, uno dei pericoli dell’utilizzo di pc quantistici è la elevata facilità nel de-crittografare le comunicazioni crittografate attuali. Questo è possibile perché il PC quantistico, elaborando più velocemente le informazioni, può trovare la chiave di crittografia giusta in molto meno tempo.

Lo studio sul Germanio condotto dall’Università Bicocca

Il problema era però trovare un materiale adatto per questi PC. All’Università Bicocca di Milano, uno studio, condotto da Fabio Pezzoli e Anna Giorgioni, del Dipartimento di Scienza dei Materiali, ha identificato nel Germanio, l’elemento in grado di mettere il turbo ai PC quantistici. I due ricercatori hanno lavorato in collaborazione con la Joannes Kepler Universität di Linz e il Politecnico di Milano. Lo studio, intitolato  “Strong confinement-induced engineering of the g-factor and lifetime of conduction electron spins in Ge quantum wells”, è stato pubblicato sulla nota rivista scientifica Nature Communications.

Il Germanio è molto più veloce del Silicio, utilizzato per fabbricare i processori attuali, nella trasmissione dei dati, ma non solo. L’elemento chimico è risultato essere ideale per codificare le informazioni mediante l’orientamento magnetico degli elettroni.
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In generale, gli elettroni, a seconda della loro quantità di energia, si trovano in particolari zone, intorno al nucleo dell’atomo, chiamate livelli energetici. A loro volta i livelli energetici contengono diversi orbitali, a loro volta costituiti da uno o più assi. Gli elettroni con la stessa quantità di energia si trovano nello stesso livello energetico, nello stesso orbitale e nello stesso asse di tale orbitale. Gli elettroni sono anche caratterizzati da un numero magnetico di spin, che identifica il senso di rotazione dell’elettrone.

Il numero magnetico di spin può avere due valori (-1/2 o 1/2) ed è proprio questa caratteristica quella che potrebbe essere utilizzata per aumentare la potenza di calcolo di un PC quantistico.

Utilizzi dei PC quantistici al Germanio

I PC quantistici potranno essere determinanti per scoperte in molti campi scientifici. Infatti potrebbero calcolare molto rapidamente la struttura di molecole complesse, al fine di produrre medicinali o vaccini molto più efficaci. Anche in campo astronomico o ambientale la potenza dei PC quantistici al Germanio potrebbe essere determinante.

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Autore dell'articolo: Stefano Pizzamiglio