Computer del futuro, Ibm ottiene il condensato di Bose-Einstein | Ingegneri.info

Computer del futuro, Ibm ottiene il condensato di Bose-Einstein

wpid-20406_condensazioneboseeinstein.jpg
image_pdf

E’ stato per la prima volta dimostrato un complesso fenomeno quantomeccanico noto come condensazione di Bose-Einstein (Bec). Per farlo, i ricercatori Ibm hanno utilizzato un polimero luminescente simile ai materiali contenuti nei display a emissione luminosa presenti negli smartphone comunemente utilizzati. Questa scoperta potrebbe avere potenziali applicazioni nello sviluppo di nuovi dispositivi optoelettronici, come laser ad alta efficienza energetica e switch ottici ultraveloci, che sono componenti critici per costruire i futuri sistemi di calcolo destinati a elaborare enormi carichi di lavoro legati ai Big data.

La possibilità di elaborare enormi carichi di lavoro ad una velocità di 50 volte superiore a quella attuale è un obiettivo sul quale è focalizzato il lavoro dei ricercatori Ibm in tutto il mondo. La disponibilità di interconnessioni ottiche ad alta velocità in grado di scambiare enormi volumi di dati, petabyte o exabyte, supporterà nella realizzazione di sistemi ad alte prestazioni, ideali per la gestione di reti energetiche, le bioscienze, la modellazione finanziaria e le previsioni meteorologiche e climatiche.

Il fenomeno prende il nome dai celebri scienziati Satyendranath Bose e Albert Einstein, i primi a predirlo verso la metà degli anni ’20, ed è stato dimostrato sperimentalmente solo nel 1995. Un condensato di Bose-Einstein è un particolare stato della materia che si verifica quando un gas diluito di particelle (bosoni) viene raffreddato a temperature vicine allo zero assoluto (corrispondente a -273 gradi Celsius o -459 gradi Fahrenheit). A questa temperatura, si verificano interessanti fenomeni quantistici su scala macroscopica, nei quali tutti i bosoni si allineano come ballerini.

Mentre la prima dimostrazione del fenomeno avvenne a temperature estreme, oggi i ricercatori Ibm hanno raggiunto lo stesso stato a temperatura ambiente, utilizzando un sottile film di polimero non cristallino, sviluppato da chimici dell’Università di Wuppertal in Germania. Nell’esperimento, un sottile strato polimerico viene collocato tra due specchi ed sollecitato con luce laser. Questo sottile film di plastica ha uno spessore di circa 35 nanometri (un foglio di carta è spesso circa 100.000 nanometri). Le particelle bosoniche vengono create attraverso l’interazione fra il materiale polimerico e la luce, che rimbalza avanti e indietro tra i due specchi.

Sebbene il fenomeno duri solo alcuni picosecondi (trilionesimi di secondo), i ricercatori ritengono che sia già sufficientemente lungo per utilizzare i bosoni e creare una sorgente di luce simile a laser e/o uno switch per future interconnessioni ottiche. Questi componenti sono elementi fondamentali per controllare il flusso di informazioni, sotto forma di zeri e di uno, tra i chip del futuro ed sono in grado di accelerare significativamente le prestazioni, con un consumo di energia molto minore.

Il passo successivo per i ricercatori sarà studiare e controllare le straordinarie proprietà del condensato di Bose-Einstein e valutarne le possibili applicazioni, incluse le simulazioni quantistiche analogiche. Tali simulazioni potrebbero essere utilizzate per modellare fenomeni scientifici molto complessi come la superconduttività, obiettivo difficile da realizzare con gli approcci computazionali di oggi.

La ricerca, condotta presso il Binnig and Rohrer Nanotechnology Center del centro di Ricerca di Zurigo, è stata finanziata nell’ambito del progetto FP7 dell’Unione europea, denominato Icarus. Obiettivo del progetto è creare e caratterizzare nuovi sistemi di semiconduttori ibridi e per utilizzarli in dispositivi fotonici e optoelettronici.

Copyright © - Riproduzione riservata
Computer del futuro, Ibm ottiene il condensato di Bose-Einstein Ingegneri.info