punto quantico

punto quantico

punto quàntico locuz. sost. m. – Zona tridimensionale di confinamento degli elettroni di un materiale in una regione di dimensione confrontabile con la lunghezza dell’onda di De Broglie loro associata. Nella computazione quantistica, fra le proposte più innovative di realizzazione di dispositivi fisici capaci di immagazzinare e consentire la manipolazione di , vi sono i sistemi ordinati (arrays) di p. q. (quantum dot). Si tratta di piccole isole di materiale semiconduttore (tipicamente arseniuro di indio su un substrato di arseniuro di gallio, o arseniuro di gallio su arseniuro di gallio e alluminio), goccioline delle dimensioni di alcuni nanometri, vale a dire di qualche centinaio di atomi. Una tensione negativa applicata a uno di questi piccolissimi oggetti fa sì che alcuni elettroni vengano espulsi e si può arrivare a ottenere che le eccitazioni collettive (eccitoni) degli elettroni rimasti siano equivalenti a una singola particella carica, capace di occupare soltanto uno di un insieme di livelli energetici discreti, quello di energia minima – lo stato fondamentale – o il primo stato eccitato. Pertanto, il p. q. si presta bene a fare da supporto a un qubit. Inoltre, p. q. vicini interagiscono – sia pure debolmente –, perché l’eccesso di elettroni che essi contengono li dota di una carica negativa che scambia una forza coulombiana con le cariche degli altri punti quantici. Si ottiene così un sistema con cui è possibile effettuare operazioni di manipolazione controllata dell’informazione (per es. la porta logica cNOT, che entra nell’algoritmo di Deutsch): uno dei p. q. codifica l’informazione nel suo stato a due livelli, mentre le transizioni da uno all’altro di tali stati, per es. indotte con impulsi laser, dipendono dallo stato dei p. q. vicini.