Uno degli ostacoli da superare per rendere concreta la diffusione dei computer quantistici è risolvere il problema del dispendio di energia che tale tecnologia comporta.
Il gruppo di ricercatori coordinati da Filippo Caruso, dell’Università di Firenze, e da Marco Barbieri, dell’Università Roma Tre, ha approfondito la conoscenza dei meccanismi termodinamici che accompagnano il calcolo quantistico, aprendo la strada alla determinazione del costo energetico che sta dietro allo svolgimento di una singola operazione, step essenziale per migliorare le prestazioni di qualsiasi macchina progettata per il calcolo quantistico. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Link identifier #identifier__90102-1npj Quantum Information edita da Nature.

Il team di fisici fiorentini – in collaborazione con i ricercatori della Queen’s University di Belfast coordinati da Mauro Paternostro – ha messo a punto uno schema teorico basato sulla verifica del cosiddetto “principio di Landauer”, uno dei principi fondamentali della computazione, che stabilisce il minimo ammontare di entropia – cioè di disordine - e di energia disperse per svolgere una determinata operazione logica.
“Il livello minimo di consumo di energia descritto nel 1961 dal fisico americano è milioni di volte più basso del dispendio dei computer moderni. E’ cruciale avvicinarsi a tale limite ma, per fare ciò, occorre arrivare a bassissime temperature e a dimensioni nanoscopiche – racconta Caruso, associato di Fisica della Materia Unifi –, dove entrano in gioco le regole della fisica quantistica, verificando così sperimentalmente, nel mondo microscopico, il principio di Landauer”.

Ricostruzione cronologica della sequenza giornaliera di tempeste di grandine più intense che hanno interessato la costa adriatica il 10 luglio 2019. Le etichette, indicano l’ora di passaggio del satellite che ha effettuato la rilevazione.

Un team internazionale coordinato dal Cnr-Isac di Bologna ha sviluppato un metodo che grazie ai sensori satellitari nelle microonde ad alta frequenza permette di monitorare l’evoluzione dei sistemi temporaleschi, individuando la presenza dei chicchi all’interno delle nubi. La metodologia consentirà la creazione di un database omogeneo sulla distribuzione globale delle nubi grandinigene. Lo studio è pubblicato sulla rivista internazionale Remote Sensing.

Rivelare la presenza di grandine nelle nubi: una sfida ambiziosa, che è stata raccolta da un team internazionale di ricercatori costituito dall’Istituto di scienze dell’atmosfera e del clima del
Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Isac) di Bologna, dal National Environmental Satellite Data and Information Service del National Oceanic and Atmosferic Administration (NOAA – NESDIS, U.S. Department of Commerce) e dall’Earth System Science Interdisciplinary Center (ESSIC) dell’Università del Maryland, il quale ha elaborato un nuovo, efficace metodo, il MicroWave Cloud Classification-Hail method (MWCC-H), basato sulle osservazioni satellitari nelle microonde ad alta frequenza per individuare la presenza delle nubi grandinigene all’interno dei sistemi temporaleschi e monitorarne l’evoluzione. La metodologia è descritta in un lavoro ora pubblicato sulla rivista Remote Sensing.

Coordinato dal Politecnico di Milano, il progetto è finanziato dall’Unione Europea con 5 milioni di Euro

Una svolta nella microscopia e nell'endoscopia rivoluzionerà presto lo studio dell'origine cellulare delle malattie, avanzando nel campo della medicina di precisione. Questo è l'obiettivo di CRIMSON, un progetto di ricerca transdisciplinare e transnazionale recentemente finanziato dalla Commissione Europea. Svilupperà un dispositivo di imaging biofotonico di prossima generazione per la ricerca biomedica, combinando tecniche laser avanzate con sofisticate analisi dati basate su algoritmi di intelligenza artificiale. Questo innovativo microscopio fornirà mappe tridimensionali quantitative di compartimenti subcellulari in cellule viventi e organoidi e consentirà una rapida classificazione dei tessuti con una sensibilità biomolecolare senza precedenti. L'elevata velocità di acquisizione consentirà di creare filmati in tempo reale sia dei processi intracellulari che delle dinamiche tra le varie cellule dei tessuti.

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Messi a punto da ricercatori dell'Università di Pisa e dell'Istituto nanoscienze del Cnr dei nanomateriali con proprietà termiche programmabili per via ottica: permetteranno di progettare etichette intelligenti per monitorare le temperature di conservazione di alimenti, farmaci e vaccini. Lo studio pubblicato su Nature Communications

Mantenere costanti le basse temperature e rilevare possibili interruzioni della catena del freddo sono operazioni essenziali nel settore alimentare o farmaceutico e, nei giorni della messa a punta di un primo vaccino anti Covid-19, che deve essere conservato e trasportato a una temperatura di 70 gradi sotto zero, la questione è al centro dell’attenzione. Da una ricerca pubblicata sulla rivista Nature Communications, coordinata da ricercatori dell’Università di Pisa e dell’Istituto nanoscienze del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Nano) in collaborazione con Scuola Normale Superiore e Istituto per i Processi chimico-fisici (Cnr-Ipcf), arriva una possibile risposta a questa problematica: i ricercatori hanno sviluppato dei nuovi nanomateriali con proprietà termiche che possono essere programmate usando la luce. Un risultato che aiuterebbe a progettare etichette intelligenti per il monitoraggio della temperatura.