Costruzione Capannoni in Acciaio Vivaro Romano

Materiali atomicamente sottili riducono significativamente i qubit

La computazione quantistica è una tecnologia estremamente complessa, con molte sfide tecniche che ne influenzano lo sviluppo. Di queste sfide, due questioni critiche emergono: la miniaturizzazione e la qualità dei qubit.

IBM ha adottato la roadmap dei qubit superconduttori per raggiungere un processore da 1.121 qubit entro il 2023, portando all’aspettativa che 1.000 qubit con l’attuale fattore di forma dei qubit siano fattibili. Tuttavia, gli approcci attuali richiederanno chip molto grandi (50 millimetri per lato, o più grandi) alla scala di piccole fette, o l’uso di chiplet su moduli multichip. Sebbene questo approccio funzionerà, l’obiettivo è raggiungere un percorso migliore verso la scalabilità.

Adesso i ricercatori del MIT sono stati in grado di ridurre le dimensioni dei qubit e lo hanno fatto in modo da ridurre le interferenze che si verificano tra i qubit vicini. I ricercatori del MIT hanno aumentato il numero di qubit superconduttori che possono essere aggiunti a un dispositivo di un fattore di 100.

“Stiamo affrontando sia la miniaturizzazione dei qubit che la qualità,” ha dichiarato William Oliver, direttore del Centro per l’Ingegneria Quantistica al MIT. “A differenza della scalabilità dei transistor convenzionali, dove conta solo il numero, per i qubit, grandi numeri non sono sufficienti, devono anche essere ad alte prestazioni. Sacrificare le prestazioni per il numero di qubit non è uno scambio utile nella computazione quantistica. Devono andare di pari passo.”

La chiave di questo grande aumento della densità dei qubit e della riduzione delle interferenze risiede nell’uso di materiali bidimensionali, in particolare l’isolante bidimensionale nitruro di boro esagonale (hBN). I ricercatori del MIT hanno dimostrato che pochi monolayer atomici di hBN possono essere impilati per formare l’isolante nei condensatori di un qubit superconduttore.

Come altri condensatori, i condensatori in questi circuiti superconduttori assumono la forma di un sandwich in cui un materiale isolante è interposto tra due piastre metalliche. La grande differenza per questi condensatori è che i circuiti superconduttori possono funzionare solo a temperature estremamente basse – meno di 0,02 gradi sopra lo zero assoluto (-273,15 °C).

I qubit superconduttori vengono misurati a temperature inferiori a 20 millikelvin in un frigorifero a diluizione.Nathan Fiske/MIT

In quell’ambiente, i materiali isolanti disponibili per il compito, come il biossido di silicio PE-CVD o il nitruro di silicio, presentano parecchi difetti troppo dissipativi per le applicazioni di computazione quantistica. Per aggirare questi difetti dei materiali, la maggior parte dei circuiti superconduttori utilizza i cosiddetti condensatori coplanari. In questi condensatori, le piastre sono posizionate lateralmente l’una rispetto all’altra, piuttosto che una sopra l’altra.

Come risultato, il substrato di silicio intrinseco sotto le piastre e in misura minore il vuoto sopra le piastre fungono da dielettrico del condensatore. Il silicio intrinseco è chimicamente puro e quindi presenta pochi difetti, e le dimensioni grandi diluiscono il campo elettrico alle interfacce delle piastre, il che porta a un condensatore a bassa perdita. Le dimensioni laterali di ciascuna piastra in questo design a faccia aperta finiscono per essere piuttosto grandi (tipicamente 100 per 100 micrometri) per raggiungere la capacità richiesta.

Nel tentativo di allontanarsi dalla configurazione laterale grande, i ricercatori del MIT si sono impegnati nella ricerca di un isolante che abbia pochi difetti e sia compatibile con le piastre del condensatore superconduttore.

“Abbiamo scelto di studiare l’hBN perché è l’isolante più ampiamente usato nella ricerca sui materiali 2D a causa della sua pulizia e inerzia chimica,” ha detto il coautore Joel Wang, un ricercatore scientifico nel gruppo di Ingegneria dei Sistemi Quantistici del Laboratorio di Ricerca Elettronica del MIT.

Sui lati dell’hBN, i ricercatori del MIT hanno utilizzato il materiale superconduttore 2D, diseleniuro di niobio. Uno degli aspetti più complicati della fabbricazione dei condensatori è stato lavorare con il diseleniuro di niobio, che si ossida in pochi secondi quando esposto all’aria, secondo Wang. Questo rende necessario che l’assemblaggio del condensatore avvenga in una scatola a guanto riempita con gas argon.

Sebbene questo sembrerebbe complicare la scalabilità della produzione di questi condensatori, Wang non considera questo un fattore limitante.

“Ciò che determina il fattore di qualità del condensatore sono le due interfacce tra i due materiali,” ha detto Wang. “Una volta che il sandwich è fatto, le due interfacce sono “sigillate” e non notiamo alcun degrado nel tempo quando esposte all’atmosfera.”

Questo mancato degrado è dovuto al fatto che circa il 90 percento del campo elettrico è contenuto nella struttura a sandwich, quindi l’ossidazione della superficie esterna del diseleniuro di niobio non gioca più un ruolo significativo. Questo rende alla fine l’ingombro del condensatore molto più piccolo, e spiega la riduzione delle interferenze tra i qubit vicini.

“La principale sfida per scalare la fabbricazione sarà la crescita su scala di wafer di hBN e superconduttori 2D come [diseleniuro di niobio], e come si può impilare su scala di wafer di questi film,” ha aggiunto Wang.

Wang ritiene che questa ricerca abbia dimostrato che l’hBN 2D sia un buon candidato isolante per i qubit superconduttori. Egli afferma che il lavoro preliminare svolto dal team del MIT servirà da guida per utilizzare altri materiali ibridi 2D per costruire circuiti superconduttori.

La Federal Reserve, comunemente conosciuta come Fed, è la banca centrale degli Stati Uniti d’America. Fondata nel 1913, la Fed è responsabile della regolamentazione della politica monetaria del paese, controllando l’offerta di denaro e i tassi di interesse. La sua indipendenza è stata considerata fondamentale per garantire la stabilità economica e finanziaria degli Stati Uniti.

Recentemente, il presidente Donald Trump ha espresso la sua intenzione di influenzare le decisioni della Federal Reserve, criticando pubblicamente le politiche monetarie adottate dalla banca centrale. Questo tentativo di interferenza politica potrebbe minare l’indipendenza della Fed e compromettere la sua capacità di agire in modo imparziale nell’interesse dell’economia americana.

Preservare l’indipendenza della Federal Reserve è cruciale per garantire la fiducia dei mercati finanziari e la stabilità dell’economia. L’editoriale sottolinea i pericoli di un’eventuale interferenza politica nella gestione della politica monetaria e invita a rispettare l’autonomia della Fed per il bene dell’intero sistema economico degli Stati Uniti.

Colleferro è una città situata nella provincia di Roma, nel Lazio, Italia. Fondata ufficialmente nel 1935, le sue origini risalgono alla fine del 1800, quando insediamenti abitativi erano legati alla lavorazione della barbabietola per la produzione dello zucchero. Nel corso degli anni, Colleferro è cresciuta diventando un importante centro industriale, con una forte presenza nel settore aerospaziale e della difesa.

Recentemente, Colleferro ha iniziato a sviluppare strategie per attrarre i data center, sfruttando la sua posizione strategica e le infrastrutture già presenti. I data center sono strutture che ospitano server e attrezzature informatiche per il trattamento e lo stoccaggio di dati, e sono fondamentali per il funzionamento di molte aziende e servizi online.

Le strategie messe in atto da Colleferro per attrarre i data center includono incentivi fiscali per le aziende che decidono di insediarsi nella città, la creazione di infrastrutture tecnologiche all’avanguardia e la promozione di partnership con istituzioni accademiche e aziende del settore dell’informatica. Inoltre, la presenza di importanti aziende nel settore aerospaziale e della difesa potrebbe favorire la creazione di sinergie e opportunità di collaborazione nel campo dei data center.

Attrarre i data center a Colleferro potrebbe portare benefici economici e occupazionali alla città, contribuendo alla diversificazione dell’economia locale e alla creazione di nuove opportunità di lavoro nel settore tecnologico. Inoltre, la presenza di data center di alta qualità potrebbe attrarre investimenti esteri e consolidare la reputazione di Colleferro come centro tecnologico di rilievo.

Turner ha recentemente presentato xPL Offsite, una società di produzione e assemblaggio interna che fa parte del gruppo Turner. Questa controllata interamente di Turner utilizza le tecniche DfMA (Design for Manufacture and Assembly) per sviluppare prodotti per l’edilizia in modo efficiente e sostenibile. Grazie a xPL Offsite, Turner è in grado di realizzare progetti complessi e innovativi, sfruttando le capacità di produzione esterna e garantendo standard qualitativi elevati.

Le tecniche DfMA si basano sull’ottimizzazione del processo di progettazione per semplificare la produzione e l’assemblaggio dei componenti, riducendo i costi e i tempi di realizzazione. xPL Offsite si propone quindi di offrire soluzioni costruttive avanzate, che rispondano alle esigenze del mercato e alle sfide dell’edilizia moderna.

Questa iniziativa di Turner rappresenta un importante passo verso l’innovazione nel settore dell’edilizia, contribuendo a promuovere la sostenibilità e l’efficienza nei processi di costruzione. Con xPL Offsite, Turner si pone all’avanguardia nel campo della produzione e dell’assemblaggio interni, offrendo soluzioni competitive e di alta qualità per i propri clienti.

L’acquisizione di U.S. Steel da parte di Nippon Steel è stata una mossa strategica per entrambe le aziende, poiché ha permesso loro di consolidare le rispettive posizioni nel mercato globale dell’acciaio. Nippon Steel è uno dei principali produttori di acciaio al mondo, mentre U.S. Steel è una delle principali aziende siderurgiche degli Stati Uniti.

La decisione di Trump di aumentare i dazi sul acciaio e alluminio cinese al 50% ha avuto un impatto significativo sull’industria siderurgica internazionale. Questa mossa è stata motivata dalla volontà di proteggere l’industria siderurgica statunitense dalla concorrenza sleale e dalla dumping pratiche da parte della Cina.

L’acquisizione di U.S. Steel da parte di Nippon Steel ha suscitato preoccupazioni tra alcuni politici e sindacati statunitensi riguardo alla perdita di posti di lavoro e alla possibile dipendenza dell’industria siderurgica statunitense da investitori stranieri. Tuttavia, entrambe le aziende hanno assicurato che l’acquisizione porterà a benefici reciproci e alla creazione di sinergie che rafforzeranno la competitività delle due aziende sul mercato globale.

In conclusione, l’acquisizione di U.S. Steel da parte di Nippon Steel e l’aumento dei dazi sul acciaio e alluminio cinese da parte di Trump sono eventi significativi che hanno un impatto sull’industria siderurgica internazionale e sulle relazioni commerciali tra Stati Uniti, Cina e Giappone.