Lo scienziato che ascolta gli atomi
Affascinato fin da bambino dalle particelle più piccole che compongono l’universo, Per Delsing dirige un progetto di informatica quantistica basato su unità piccolissime, i qubit. L’obiettivo? Realizzare il computer più veloce e potente del mondo.
Se tutto va secondo i piani, il computer quantistico più potente del mondo vedrà la luce tra qualche anno presso la Chalmers University of Technology di Göteborg, Svezia. Il professore di fisica Per Delsing guida questo progetto, che vede coinvolti circa 50 ricercatori. Evolution lo ha intervistato nel suo laboratorio.
“Immaginate un grosso frigorifero circondato da varie apparecchiature a microonde e avrete un’idea di come appare un computer quantistico”, spiega. “I componenti più piccoli, i qubit, sono disposti su un piccolo chip di silicio. Mentre nei computer tradizionali le unità d’informazione possono assumere solamente valori ben definiti, 0 o 1, nel computer quantistico il qubit può essere 0 e 1 contemporaneamente. Ciò permette di eseguire calcoli complessi in tempi molto rapidi”.
Per Delsing
Nato: a Umeå, Svezia, nel 1959, cresciuto a Malmö e residente a Göteborg.
Famiglia: sposato, padre di quattro figlie di età compresa tra 25 e 30 anni.
Lavoro: professore di fisica alla Chalmers ed esponente del Wallenberg Centre for Quantum Technology, che è alla guida del progetto per sviluppare il computer quantistico più potente del mondo.
Hobby: lavora molto e ha poco tempo libero. Ma appena può, ama sciare, giocare a tennis e viaggiare con sua moglie.
Punti di forza: creatività e predisposizione a intraprendere nuove imprese.
Sulla parete del suo ufficio: “È più facile controllare elettroni, fotoni e fononi che allevare quattro figlie”.
Nel laboratorio di Delsing si sente il suono ritmico della pompa del frigorifero impiegato per raffreddare i qubit alla temperatura di -273,14 °C, una frazione di grado al di sopra dello zero assoluto, -273,15 °C, un processo che richiede 36 ore.
La tecnologia quantistica ha segnato l’inizio della rivoluzione informatica attraverso invenzioni come laser e transistor. I ricercatori sostengono che ora siamo alla vigilia della seconda rivoluzione quantistica, che si preannuncia ancora più sconvolgente della prima.
Dice Delsing: “Non è un cambiamento graduale, ma un cambio di paradigma. Determinato dal fatto che oggi possiamo manipolare singoli sistemi quantistici come atomi, elettroni o fotoni, e averne il controllo totale”.
Il suo interesse per la tecnologia è iniziato presto ed è stato fortemente incoraggiato dal padre, anch’egli ingegnere. Ma quando all’età di 12 anni sentì parlare di superconduttori e volle saperne di più, il padre non aveva idea di cosa fossero. “Rimasi stupito perché mio padre di solito era informato su tutto”, ricorda. “Quindi ho fatto le mie ricerche. Mi affascinava l’idea che fosse possibile trasmettere corrente elettrica senza sviluppare calore”.
Laureatosi alla Lund University, nella Svezia meridionale, Delsing si è recato in seguito in Svizzera, a Zurigo, dove ha trascorso due anni studiando alla Eidgenössische Technische Hochschule (ETH), l’università frequentata da Einstein. Per il dottorato ha scelto la Chalmers di Göteborg, dove ha trascorso gli ultimi 34 anni, la maggior parte dei quali spesi per l’università. Senza mai perdere l’interesse per le particelle minuscole.
“Si può dire che ho iniziato manipolando singoli elettroni nei circuiti”, commenta. “Poi sono passato alla manipolazione di particelle leggere, i cosiddetti fotoni. Per arrivare ai fononi, cioè i quanti di vibrazione”.
Nella sua carriera di ricercatore si è reso protagonista di due importanti scoperte. La prima, nel 2011, quando insieme ad alcuni colleghi è riuscito a verificare sperimentalmente l’effetto Casimir dinamico, un fenomeno già osservato 40 anni prima ma che sembrava impossibile da dimostrare.
Si può dire che ho iniziato manipolando singoli elettroni nei circuiti.
Per Delsing, professore di fisica, Chalmers University of Technology di Göteborg, Svezia.
“La premessa era che si può produrre luce in un vuoto attraverso il movimento di uno specchio a una velocità prossima a quella della luce”, spiega. “Poiché non è possibile costruire uno specchio capace di muoversi abbastanza velocemente, abbiamo sviluppato un altro metodo che permettesse di ottenere lo stesso effetto e generare lampi di luce nel vuoto”.
La seconda scoperta riguarda il suono prodotto dall’atomo in movimento. “In genere quando un atomo viene eccitato per effetto della somministrazione di energia, questo passa a uno stato di energia maggiore ed emette raggi luminosi. Ma posizionandolo su un substrato solido che si contrae o espande quando gli si fornisce energia, l’atomo genera suono al posto della luce. In pratica, per la prima volta è stato possibile udire il suono di un atomo”.
Delsing è ora concentrato sugli sviluppi dei computer quantistici. L’obiettivo è arrivare nei prossimi dieci anni a realizzare via via un processore con 100 qubit. “Il primo sarà un processore a 10-20 qubit. Partendo dai dispositivi più piccoli, saremo in grado di risolvere i problemi per gradi, sfruttando la conoscenza acquisita di volta in volta”, dichiara.
Pare che i processori quantistici più potenti attualmente in uso siano a 20 qubit. Essendo il loro sviluppo circondato dal più stretto riserbo, non è dato di sapere con certezza se ne esistono di più potenti. “Una delle possibili applicazioni è craccare i codici, pertanto se qualcuno riuscisse a costruirne uno in segreto, sarebbe in grado sia di spiare le comunicazioni riservate sia di sottrarre denaro introducendosi illegalmente nelle transazioni online”, osserva. “Per questo è importantissimo che siano i “buoni” ad arrivare per primi”.
Non è ancora chiaro l’impiego al quale potrebbe essere destinato il computer quantistico della Chalmers. “Scoprirlo fa parte del progetto”, dice. “D’altronde nessuno sapeva a cosa sarebbe servito il laser quando è stato sviluppato. Penso che siano ancora molte, e interessanti, le aree da esplorare”.
