Chip superconduttore: energia pulita per computer quantistici

L'inarrestabile ascesa di tecnologie come l'AI sta proiettando il consumo energetico dei centri dati verso livelli mai visti, pertanto si guarda a nuove soluzioni meno energivore. La tecnologia su cui si basa l'informatica contemporanea, il silicio, sebbene capace di elaborare enormi quantità di informazioni, paga un prezzo alto in termini di efficienza: gran parte dell'energia utilizzata viene infatti sprecata e dissipata sotto forma di calore. Esiste però un'alternativa promettente, l'elettronica superconduttrice, che offre la possibilità di realizzare sistemi di calcolo ad altissime prestazioni con un'efficienza energetica superiore. La sfida principale di questa tecnologia risiede nelle sue condizioni operative, che richiedono un ambiente a temperature bassissime, prossime allo zero assoluto. Questo crea una complessa necessità di cablaggio per collegare i componenti che operano al freddo con quelli che funzionano a temperatura ambiente.

Proprio su questo punto si sono concentrati i ricercatori del Plasma Science and Fusion Center presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT). Per far funzionare i computer quantistici e superconduttori, è fondamentale fornire loro corrente continua (DC), ma questa deve essere convertita a partire dalla corrente alternata (AC) in ingresso. Realizzare questa conversione in un ambiente criogenico è estremamente difficile. I numerosi cavi che collegano il mondo "caldo" a quello "freddo" introducono interferenze, sia sotto forma di calore che di rumore elettromagnetico, minando la stabilità dei delicatissimi bit quantistici, o qubit.

Il team di ricerca, guidato da Jagadeesh Moodera, ha affrontato il problema sviluppando un raddrizzatore basato su diodi superconduttori (SD) in grado di eseguire la conversione da AC a DC direttamente sullo stesso chip. Integrando con successo quattro di questi diodi, realizzati con sottili strati di materiale superconduttore, hanno creato un circuito capace di operare a temperature criogeniche.

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