Questa invenzione di Delft porterà a una nuova rivoluzione informatica?

Gli scienziati di Delft sono riusciti a creare una versione superconduttrice di un componente elettronico fondamentale. Questo porterà, come sostiene il capo della ricerca, a computer che funzionano centinaia di volte più velocemente dei computer di oggi?

Vorremmo avere dispositivi elettronici che utilizzano superconduttività: il fenomeno per cui alcuni materiali, a bassa temperatura, non hanno più resistenza elettrica. Ciò consentirebbe di realizzare circuiti molto più veloci ed economici, si prevede.

È solo un peccato che non abbiamo una variante superconduttrice di a diodo: un componente che conduce bene la corrente in una direzione, ma non nell’altra direzione. Già negli anni ’70, IBM si rese conto che questa mancanza era il collo di bottiglia sulla strada per un computer che funzionava con la superconduttività.

Oggi, i ricercatori di Delft sono riusciti a realizzare un tale diodo superconduttore. Un passo importante verso una rivoluzione IT – o è troppo da dire?

Non molto pratico

La base del diodo superconduttore è una cosiddetta giunzione Josephson. È fondamentalmente un sandwich con due superconduttori all’esterno e un altro materiale non superconduttore nel mezzo.

Normalmente, una tale giunzione Josephson non funziona come un diodo, ma i ricercatori precedenti sono riusciti a realizzarne uno. Il problema era che i campi magnetici dovevano ancora essere utilizzati. E questo rende un diodo del genere poco pratico, spiega il direttore della ricerca Mazhar Ali in a comunicato stampa† “I campi magnetici su scala nanometrica sono molto difficili da controllare e limitare.”

Pochi atomi di spessore

Ali ei suoi colleghi ora sono riusciti a fare la stessa cosa senza campi magnetici. Hanno, scrivono nella rivista scientifica Naturaha sviluppato un “diodo Josephson senza campo”.

Il materiale tra i superconduttori è cruciale. Non è un materiale “ordinario”, ma un cosiddetto materiale quantistico: un composto di niobio e bromo con formula chimica Nb₃fratello₈† Questo materiale ha una struttura bidimensionale, dice Ali, proprio come il grafene “materiale miracoloso”† Ciò ha permesso ai ricercatori di rivestire il loro sandwich con uno strato di ripieno spesso solo pochi atomi. E con ciò, il tutto si è rivelato funzionare come un diodo.

Anche a temperature più elevate?

Per quanto riguarda le applicazioni, Ali afferma: “Una tecnologia che era possibile solo con i semiconduttori può ora essere resa possibile con l’aiuto di questo elemento costitutivo con i superconduttori”. Include anche computer da tre a quattrocento volte più veloci dei computer che utilizziamo oggi, continua.

Ora, i superconduttori funzionano solo a basse temperature. Ad esempio, il superconduttore utilizzato da Ali nel suo diodo acquisisce resistenza zero solo a temperature inferiori a -266,55 gradi Celsius. Come passo successivo, i ricercatori di Delft vogliono vedere se possono ripetere lo stesso trucco con materiali che diventano superconduttori a temperature più elevate.

Ma in questo momento stai ancora parlando di chip che funzionano a circa -200 gradi Celsius. Quindi li troverai prima su larga scala server farm e dentro ottimi computer, quindi sul tuo computer di casa. Ma Ali non la vede come un’obiezione importante. “Tutti i calcoli intensivi vengono ora eseguiti in strutture centralizzate”, afferma. “E l’infrastruttura esistente può essere adattata all’elettronica superconduttiva basata su diodi senza troppe spese”.

Promesse speculative

Sembra un grande passo avanti verso computer molto migliori. È giusto? Non secondo Bram Nautaprofessore universitario presso l’Università di Twente e creatore dell’interruttore Nauta† “È una bella ricerca di base, e non c’è niente di sbagliato in questo, ma le promesse sono molto speculative e non si basano su come funzionano i computer”, dice.

“Non puoi costruire computer con diodi”, continua Nauta. “In un computer serve un elemento amplificatore con cui poter ‘potenziare’ gli uno e gli zeri quando sono affondati. Devi anche essere in grado di trasformare un uno in uno zero. Questo non è possibile con i diodi. Inoltre, il raffreddamento di un superconduttore consuma molta energia; molto più di quanto risparmi a causa delle basse perdite di un superconduttore “nudo”.

Insomma: ottimo lavoro, ma il quadro del futuro di Ali è forse un po’ troppo roseo.