Un chip neuromorfico capace di operare a temperature prossime allo zero assoluto potrebbe cambiare radicalmente il futuro del quantum computing. Non è fantascienza, ma il risultato concreto di una ricerca condotta alla University of Hong Kong, pubblicata su Nature Communications il 12 giugno 2026. E la cosa davvero notevole è che tutto parte da un componente già diffusissimo nell’industria: un transistor in carburo di silicio.

Il gruppo di ricerca, guidato dal professor Yuhao Zhang e dal dottorando Xin Yang, ha trovato il modo di far comportare un singolo transistor SiC MOSFET come un neurone artificiale. In pratica, il dispositivo genera impulsi elettrici che imitano quelli del cervello umano, ma lo fa a temperature incredibilmente basse, fino a 10 millikelvin. Per dare un’idea: parliamo di un ambiente più freddo dello spazio profondo. Il meccanismo sfrutta un fenomeno chiamato resistenza differenziale negativa, che nel carburo di silicio emerge in modo particolarmente stabile e riproducibile quando si scende sotto i 2 Kelvin.

Perché serve proprio lì, nel cuore gelido dei computer quantistici

Chiunque abbia seguito anche superficialmente lo sviluppo dei computer quantistici sa che i qubit, le unità fondamentali di calcolo, sono bestie capricciose. Devono restare a temperature bassissime per funzionare, e l’elettronica di controllo tradizionale, basata su silicio, genera troppo calore. Questo costringe i progettisti a piazzare i circuiti di controllo lontano dai qubit, collegandoli con cavi lunghissimi che complicano tutto e limitano la scalabilità dei sistemi.

Il chip neuromorfico in carburo di silicio risolve questo problema alla radice. Consuma migliaia di volte meno energia rispetto all’elettronica convenzionale, e quindi può stare fisicamente accanto ai qubit senza disturbarli. Come ha spiegato il professor Zhang, questo approccio riduce drasticamente il carico termico sui sistemi criogenici, aprendo la strada a computer quantistici su larga scala molto più pratici da costruire.

C’è un dettaglio che rende tutto ancora più interessante dal punto di vista industriale. Il carburo di silicio è già prodotto in enormi volumi per veicoli elettrici e reti energetiche. Questo significa che la produzione di questi chip criogenici potrebbe appoggiarsi su fonderie già esistenti, su wafer da 300 millimetri, senza dover inventare processi manifatturieri da zero. Una scalabilità che raramente si vede quando si parla di tecnologie così avanzate.

Oltre il quantum computing: dallo spazio profondo alle reti neurali criogeniche

La ricerca non si è fermata al singolo neurone artificiale. Il team ha dimostrato che più dispositivi possono essere collegati in cascata, formando reti neurali artificiali operative a temperature criogeniche. Questo apre scenari affascinanti per l’elaborazione dati locale direttamente dentro i sistemi quantistici, con applicazioni immediate nella correzione degli errori quantistici e nel controllo in tempo reale dei qubit.

Ma le ambizioni vanno anche oltre il quantum computing. Circuiti così efficienti e resistenti al freddo estremo potrebbero trovare impiego nelle missioni spaziali di prossima generazione. Sulla superficie lunare, o nelle regioni più remote del sistema solare, dove le temperature sono spietate e ogni milliwatt di energia conta, questa tecnologia potrebbe fare la differenza tra una missione possibile e una irrealizzabile.

Quello che colpisce di più, alla fine, è la semplicità elegante dell’idea. Prendere un componente industriale già maturo, scoprire che nasconde proprietà fisiche straordinarie a basse temperature, e trasformarlo in qualcosa che imita il cervello umano per far funzionare meglio i computer del futuro. È il tipo di innovazione che non fa rumore, ma che potrebbe davvero spostare gli equilibri.

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Quando si parla di consumo energetico dell’intelligenza artificiale, i numeri fanno girare la testa. I data center che alimentano i modelli di IA più avanzati divorano elettricità a ritmi impressionanti, e la situazione peggiora man mano che queste tecnologie si diffondono. Ecco perché fa notizia il lavoro di un gruppo di ricercatori dell’Università di Cambridge, che ha sviluppato un nuovo chip neuromorfico capace, almeno in teoria, di ridurre i consumi fino al 70%. Non è fantascienza: i risultati sono stati pubblicati sulla rivista Science Advances nell’aprile 2026, e il dispositivo funziona imitando il modo in cui il cervello umano elabora e conserva le informazioni.

Il cuore di questa innovazione è un componente chiamato memristore, realizzato con una versione modificata dell’ossido di afnio. A differenza dei chip tradizionali, che sprecano energia spostando continuamente dati tra unità di memoria e unità di calcolo, questo dispositivo fa tutto nello stesso posto. Proprio come fanno i neuroni biologici, che processano e memorizzano simultaneamente. Il team guidato dal dottor Babak Bakhit ha aggiunto stronzio e titanio al materiale, creando delle micro giunzioni elettroniche tra gli strati del film sottile. Il risultato è un meccanismo di commutazione molto più controllato e affidabile rispetto ai memristori convenzionali, che si basano su filamenti conduttivi imprevedibili e spesso richiedono tensioni elevate.

Prestazioni da record e comportamenti che ricordano quelli biologici

I test di laboratorio hanno restituito dati notevoli. Le correnti di commutazione del nuovo dispositivo sono circa un milione di volte inferiori rispetto ad alcuni memristori a base di ossido già esistenti. Il chip è rimasto stabile per decine di migliaia di cicli e ha dimostrato di poter raggiungere centinaia di livelli di conduttanza stabili, un requisito fondamentale per il cosiddetto computing analogico in memoria. Ancora più interessante: il dispositivo ha replicato comportamenti tipici dell’apprendimento biologico, come la plasticità dipendente dal tempo degli impulsi, quel meccanismo che permette ai neuroni di rafforzare o indebolire le proprie connessioni in base alla tempistica dei segnali. “Queste sono le proprietà necessarie se si vuole un hardware capace di imparare e adattarsi, non solo di immagazzinare bit”, ha spiegato Bakhit.

Le sfide che restano prima di vedere questo chip sul mercato

Nonostante i risultati promettenti, la strada verso la produzione su larga scala non è priva di ostacoli. Il processo di fabbricazione attuale richiede temperature intorno ai 700°C, decisamente troppo alte per essere compatibili con le linee produttive standard dei semiconduttori. Lo stesso Bakhit lo ammette con franchezza: è la sfida principale su cui il team sta lavorando adesso, cercando di abbassare le temperature senza compromettere le prestazioni del dispositivo.

Dietro questa svolta ci sono quasi tre anni di tentativi e fallimenti. Il salto di qualità è arrivato verso la fine del 2025, quando Bakhit ha modificato il processo aggiungendo ossigeno solo dopo la formazione del primo strato. “I fallimenti sono stati tantissimi”, ha raccontato. “Ma se riusciremo a risolvere il problema della temperatura, questa tecnologia potrebbe cambiare le regole del gioco, perché il consumo energetico è drasticamente più basso e le prestazioni sono estremamente promettenti.”

L’Università di Cambridge ha già depositato un brevetto tramite Cambridge Enterprise. Il progetto ha ricevuto supporto dal Consiglio svedese per la ricerca, dalla Royal Academy of Engineering, dalla Royal Society e da UK Research and Innovation. Resta da vedere quanto tempo servirà per portare questo chip neuromorfico fuori dal laboratorio e dentro i dispositivi reali, ma la direzione sembra quella giusta. E con l’intelligenza artificiale che continua a espandersi a ritmi vertiginosi, trovare il modo di farla funzionare consumando meno non è solo auspicabile: è urgente.

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Dentro minuscoli dischi magnetici grandi poche centinaia di nanometri si nascondono stati di oscillazione mai osservati prima, capaci di collegare tra loro tecnologie che oggi parlano lingue completamente diverse. La scoperta arriva dai laboratori dell’Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) in Germania, dove un gruppo di ricercatori ha identificato i cosiddetti stati di Floquet all’interno di vortici magnetici ultrasottili, e lo ha fatto con una quantità di energia ridicolmente bassa. Parliamo di microwatt, meno di quanto consuma uno smartphone in standby. I risultati, pubblicati sulla rivista Science il 27 marzo 2026, ribaltano alcune convinzioni consolidate nella fisica dei materiali magnetici e aprono scenari concreti per il futuro dell’elettronica, della spintronica e delle tecnologie quantistiche.

Ma facciamo un passo indietro. I vortici magnetici si formano in dischi ultrasottili realizzati con leghe come il nichel e ferro. All’interno di queste strutture, i momenti magnetici si dispongono a spirale, un po’ come tante bussole microscopiche che seguono un percorso circolare. Quando qualcosa li disturba, si genera un’onda che si propaga da un momento all’altro, creando una reazione a catena. Queste eccitazioni collettive si chiamano magnoni, e la cosa interessante è che possono trasportare informazione senza bisogno di spostare cariche elettriche. Una proprietà che li rende estremamente appetibili per chi lavora su tecnologie di calcolo di nuova generazione.

Un pettine di frequenze dove nessuno se lo aspettava

Il team guidato dal dottor Helmut Schultheiß stava lavorando su dischi magnetici sempre più piccoli, nell’ordine di poche centinaia di nanometri, con l’obiettivo di esplorare possibili applicazioni nel campo del computing neuromorfico, cioè quel tipo di elaborazione ispirata al funzionamento del cervello. Durante l’analisi dei dati, però, è saltato fuori qualcosa di strano. Invece del classico segnale di risonanza singolo, alcuni dischi producevano una serie di righe spettrali ravvicinate, un fenomeno noto come pettine di frequenze. All’inizio sembrava un artefatto, un’interferenza qualsiasi. Ma ripetendo l’esperimento il risultato tornava, identico. A quel punto era chiaro che si trattava di qualcosa di genuinamente nuovo.

La spiegazione affonda le radici nel lavoro del matematico francese Gaston Floquet, che nell’Ottocento dimostrò come sistemi sottoposti a forze periodiche possano sviluppare stati di oscillazione completamente inediti. Finora, per creare questi stati servivano impulsi laser potentissimi. Qui invece bastano i magnoni: quando vengono sufficientemente eccitati, trasferiscono parte della loro energia al nucleo del vortice, che inizia a muoversi lungo un percorso circolare microscopico. Quel movimento, per quanto minimo, altera ritmicamente lo stato magnetico del sistema e genera il pettine di frequenze osservato.

Poca energia, enormi possibilità

L’aspetto forse più sorprendente di tutta la faccenda è proprio il consumo energetico. Mentre i metodi precedenti richiedevano laser ad alta potenza, qui si parla di microwatt. Questo apre prospettive concrete: i pettini di frequenze generati dai vortici magnetici potrebbero funzionare come una sorta di adattatore universale, capace di sincronizzare segnali terahertz ultraveloci con l’elettronica convenzionale o persino con dispositivi quantistici. Schultheiß lo paragona a un adattatore USB che permette a dispositivi con connettori diversi di comunicare tra loro.

Il gruppo di ricerca dell’HZDR intende ora verificare se lo stesso meccanismo funzioni anche con altre strutture magnetiche. Se così fosse, la strada verso sistemi di calcolo ibridi, in cui magnoni, circuiti elettronici e componenti quantistici collaborano senza barriere, sarebbe decisamente più corta di quanto chiunque immaginasse fino a pochi mesi fa.

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