martedì, 1 Dicembre, 2020

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Ingegnera Anna Grassellino: progetterà il computer quantico più potente di sempre

L'ingegnera italiana Anna Grassellino - già direttrice dell' SQMS del Fermilab di Chicago - è da poco stata incaricata di costruire il computer quantico più potente di sempre.

L’ingegnera Anna Grassellino: fra i 102 giovani premiati da Obama

Una carriera colma di soddisfazioni per Anna Grassellino: la marsalese classe 1981 si è infatti laureata presso l’Ateneo di Pisa nel 2005, in Ingegneria Elettronica. Ha poi proseguito gli studi con un dottorato in Fisica conseguito presso l’Università della Pennsylvania, e nel 2008 ha intrapreso la sua attività di ricerca. Dal 2012 opera al Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory) di Chicago, prima nel ruolo di postdoc, ora come scienziata e Group leader, settore fisica applicata e tecnologie dei superconduttori. Nel 2017 ha ricevuto la più alta onorificenza che gli Stati Uniti riconoscono ai giovani ricercatori nei campi della scienza e dell’ingegneria. L’allora presidente Obama, le ha infatti conferito il “Presidential Early Career Award for Scientist and Engineers”, premio istituito nel 1996 da Bill Clinton.

Anna Grassellino
Anna Grassellino, credits: Fermilab news

 
Anna Grassellino e l’incarico da 115 milioni di dollari

Il DOE (Department of Energy) statunitense, ha recentemente incaricato la Dottoressa A. Grassellino, alla guida del SQMS (Superconducting Quantum Materials and System Center) del Fermilab, di progettare il computer quantico più potente mai esistito. Per la realizzazione del progetto, la dottoressa si avvarrà di sue scoperte inedite e di quelle per cui è stata premiata nel 2017. Oltre a questo lo stesso SQMS si occuperà di sviluppare anche nuovi sensori quantistici. Questi ultimi saranno utili a implementare la ricerca sulla natura della materia oscura e di altre particelle subatomiche sfuggenti. Tutto ciò è finanziato dal DOE con 115 milioni di dollari da erogarsi in 5 anni, e dai partner del centro con 8 milioni di dollari in contributi.

Obiettivo: superare il problema della decoerenza del sistema quantistico

L’ obiettivo che si pone l’ingegnera Grassellino nelle sue ricerche è affrontare e superare il problema della decoerenza quantistica, vediamolo brevemente. Partiamo dal pressuposto che un computer quantistico necessita di coerenza per funzionare. La coerenza è un concetto fondamentale in qualsiasi campo che coinvolga le onde: dall’acustica, all’ingegneria elettrica alle neuroscienze etc. Come ben sappiamo, quando si misura un qualcosa di osservabile, abbiamo un mutamento dello stato quantico, che tende a saltare a un determinato autostato. Perciò, uno stato quantico può essere interpretato come la sovrapposizione di diversi altri stati – visibili se creano interferenza – e ogni autostato componente ha una fase associata. Questi componenti possono produrre sovrapposizione se e solo se hanno la stessa fase, e si dicono allora coerenti.

Poiché una particella quantistica raramente si trova nella condizione di essere isolata dal sistema che la circonda, ognuno dei suoi stati componenti interagisce a sua volta con l’ambiente stesso. I componenti diventano “entangled” con diverse parti dell’ambiente. Qualora due particelle siano “entangled“, costituiscono un solo stato “e.”, e ciascun componente della particella forma “e”. differenti, con corrispondenti fasi alterate. Se le fasi sono alterate perdono la coerenza, e le componenti si dicono decoerenti. Quando le componenti sono decoerenti, perdiamo definitivamente e in maniera irreversibile gli effetti di interferenza, cioè le onde (fenomeno del collasso della funzione d’onda). Al fine di svolgere realmente calcoli quantistici, è necessario che la coerenza sia preservata.

Processore quantistico
Processore quantistico, credits: Focus

Perché i computer quantistici sarebbero una svolta per il mondo?

I processori quantistici utilizzano il cosiddetto qubit, mentre computer tradizionali o i supercomputer utilizzano il bit, l’entità binaria 0/1. Il bit può assumere quindi solo due valori, in relazione al passaggio o meno di corrente (flusso di elettroni). Utilizzando i qubit invece, che di norma sono particelle subatomiche, ogni entità può trasportare un’informazione, quindi la potenza di calcolo sarà enormemente amplificata. Un computer del genere consentirebbe sviluppi importantissimi nelle misurazioni nelle scienze di base, nella biologia, nella medicina e nella sicurezza nazionale. Se dunque le ricerche e gli studi di professionisti come la dottoressa Anna Grassellino riuscissero, saremmo difronte a svolte scientifiche epocali.

L’Italia e le scienziate: restare è sempre più difficile

Sono ben note le difficoltà derivanti dal lavorare nel mondo della ricerca, in Italia. Purtroppo però, come ricalcato da alcune testate giornalistiche, anche la disparità di genere è tutt’altro che appianata. Difficilmente una donna scienziata o ingegnere che sia, viene considerata al pari di un collega uomo. Partendo da dati oggettivi come lo stipendio, il divario è considerevole e del tutto immotivato, oltre che persistente. Dai rapporti 2017 di Almalaurea e del Eurostat, emerge infatti che a 1 anno dalla laurea triennale, un uomo percepisce una media di 1236€ mensili. Una donna con gli stessi meriti, percepisce invece 1022€. A 5 anni dalla laurea, il gender pay gap non è annullato, si radica invece. Sicuramente questo, come altri fattori, contribuisce alle fughe di cervelli italiani all’estero. In particolare, per quanto riguarda le donne che decidono di intraprendere una carriera nella ricerca scientifica, settore già “critico” a priori, lo scenario è davvero deludente.

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Naomi Guadagninihttps://sciencecue.it
Nata e cresciuta a Bologna, studentessa di Ingegneria Chimica e Biochimica. Appassionata di chimica, medicina applicata, biomeccanica, e ingegneria dei materiali. I miei studi si concentrano sull'applicazione e la fusione di queste materie, per lo sviluppo di nuove tecnologie in diversi settori, principalmente nell'automotive.