Di Pesach Benson • 15 gennaio 2026
Gerusalemme, 15 gennaio 2026 (TPS-IL) — Una svolta israelo-giapponese nelle particelle quantistiche avvicina la scienza a computer quantistici affidabili. Un team di scienziati dell’Istituto Weizmann di Israele e del National Institute of Materials Science del Giappone ha trovato particelle in grado di “ricordare” ciò che è accaduto nelle precedenti interazioni quantistiche.
La ricerca si è concentrata sugli anyoni non abeliani, particelle quantistiche esotiche che appaiono in materiali ultra-sottili in condizioni estreme e possono immagazzinare informazioni “ricordando” l’ordine in cui si muovono l’una intorno all’altra, rendendole promettenti elementi costitutivi per computer quantistici resistenti agli errori.
Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica peer-reviewed Nature, ha mostrato prove di anyoni non abeliani nel grafene a doppio strato, un materiale composto da due strati ultra-sottili di atomi di carbonio.
“Per la prima volta, abbiamo prove sperimentali di particelle che si comportano come anyoni non abeliani”, ha affermato il dott. Yuval Ronen, a capo del team di ricerca. “Questa ricerca ci porta un passo avanti verso la costruzione di computer quantistici tolleranti ai guasti e più utili al di là di ristretti esperimenti di ricerca”.
Gli anyoni furono previsti per la prima volta negli anni ’80, ma erano stati osservati solo gli “anyoni abeliani” più semplici. Gli anyoni non abeliani sono più complessi: non solo cambiano una proprietà quantistica chiamata funzione d’onda quando vengono scambiati, ma ne cambiano anche la forma, che codifica la memoria delle azioni precedenti.
I computer quantistici utilizzano i qubit, che possono esistere in più stati contemporaneamente. Questo conferisce loro il potenziale per risolvere problemi che i computer odierni non possono risolvere. Ma i qubit sono molto fragili: minuscoli disturbi possono distruggere le informazioni che contengono. Gli anyoni non abeliani potrebbero risolvere questo problema perché immagazzinano informazioni nell’intero sistema di particelle anziché in una singola particella, rendendoli molto meno sensibili agli errori.
“La sostituzione degli anyoni non abeliani lascia una traccia nella funzione d’onda del sistema”, ha spiegato Ronen. “Se scambiamo tre di queste particelle in un ordine, otteniamo un risultato diverso rispetto a se le scambiamo in un altro ordine. Questa capacità di ricordare la sequenza è esattamente ciò che permette loro di immagazzinare informazioni”.
Per studiare le particelle, il team le ha guidate lungo precisi percorsi ad anello nel grafene a doppio strato e ha misurato i modelli risultanti nella resistenza elettrica — un metodo ispirato a un esperimento ottico del XIX secolo. Sorprendentemente, gli scienziati hanno scoperto che le particelle portavano la carica di mezzo elettrone invece del quarto previsto, suggerendo che due anyoni non abeliani si muovessero insieme.
“Non siamo ancora stati in grado di separarli, ma questo è un passo importante verso l’osservazione diretta di queste particelle”, ha affermato il dott. Ronen. “La prossima sfida è vedere esattamente come ogni ordine di scambio di particelle produce una firma unica. Questo ci avvicinerà ai computer quantistici tolleranti ai guasti”.
Secondo i ricercatori, anche solo immagazzinare lo stato di 300 qubit richiederebbe a un computer classico di ricordare più di 34 quintilioni di numeri, dimostrando quanto sia straordinario il potenziale di queste particelle per il futuro dell’informatica.
Se pienamente sfruttati, gli anyoni non abeliani potrebbero rendere i computer quantistici molto più potenti e affidabili. Potrebbero risolvere problemi impossibili per i computer classici, dalla previsione di reazioni chimiche per nuovi farmaci e materiali al miglioramento delle previsioni meteorologiche. Potrebbero anche rafforzare la sicurezza informatica con nuovi tipi di crittografia e far progredire la scienza fondamentale rivelando nuovi comportamenti quantistici.
