Per la prima volta un'unità di informazione quantistica è stata intrappolata nel nucleo di un atomo, sfruttando un materiale tradizionale come il silicio. Questo 'ponte' tra la tecnologia tradizione e la nuova generazione dell'informazione avvicina i futuri computer quantistici che permetteranno calcoli impossibili con le attuali tecnologie.

Il risultato, pubblicato sulla rivista Nature, si deve al gruppo internazionale coordinato dall'italiano Andrea Morello, che lavora nell'università australiana del Nuovo Galles del Sud, a Sydney.
I computer quantistici permetteranno, per esempio, di elaborare notevoli quantità di informazioni per criptare dati, esplorare banche dati e realizzare modelli di molecole e farmaci.

Per arrivare a realizzare i computer bisogna però mettere a punto i loro mattoni, che sono le unità di informazione quantistiche, ossia i quantum bit o qubit. "Codificare informazione quantistica in un atomo di fosforo in silicio rappresenta il culmine di dieci anni di lavoro per realizzare un'idea visionaria'', spiega Morello, che dopo la laurea in ingegneria elettronica al Politecnico di Torino e dopo aver studiato e lavorato in Francia, Olanda e Canada, dal 2006 si è trasferito a Sydney. ''L'idea - aggiunge - è di applicare la stessa tecnologia usata per produrre i computer moderni, basati su piccolissimi circuiti elettronici in silicio, e modificarla per manipolare informazione quantistica". Per Morello il risultato appena pubblicato dal suo gruppo ''dimostra che possiamo creare un bit quantistico quasi perfetto. Le sue caratteristiche sono simili ai bit quantistici fatti con ioni intrappolati nel vuoto da campi elettromagnetici, per i quali David Wineland ha vinto il premio Nobel per la fisica l'anno scorso".
Tuttavia gli ioni nel vuoto "sono oggetti di pura ricerca, senza una base produttiva ed industriale. Al contrario - prosegue - il 'nostro atomo' è introdotto in un circuito elettrico in silicio, fabbricato come un normale computer. Quindi se riusciamo in questo progetto, possiamo sfruttare 50 anni di progresso tecnologico nella microelettronica, ed applicarlo immediatamente per l'informazione quantistica".

Il nucleo di un atomo di fosforo è un magnete debole, che può puntare lungo due direzioni naturali: 'alto' o 'basso' che sono equivalenti a 'zero' e 'uno' di un codice binario, come quello usato nei computer attuali. In questo esperimento, i ricercatori hanno controllato la direzione del nucleo con i campi elettromagnetici 'scrivendo' un valore nel suo orientamento magnetico e quindi 'leggendo' il valore ruotando il nucleo. La fedeltà di lettura è del 99,8 per cento, il più alto risultato per un quantum bit allo stato solido.
Nel settembre 2012 lo stesso gruppo di ricerca aveva descritto su Nature il primo bit quantistico funzionale basato su un elettrone legato ad un atomo di fosforo integrato nel silicio; ora la tecnica è stata migliorato ulteriormente e si sta esplorando meglio la struttura atomica, riuscendo a manipolare e misurare la rotazione del nucleo dell’atomo