Nanostrutture

I fisici registrano la durata della vita di un qubit grafene

Gli scienziati hanno misurato per quanto tempo un qubit grafene può mantenere uno stato che gli consente di rappresentare contemporaneamente due stati logici

I ricercatori del MIT di Boston hanno registrato la “coerenza temporale” di un qubit grafene - per quanto tempo mantiene uno stato speciale che gli consente di rappresentare contemporaneamente due stati logici - segnando un passo in avanti critico per il calcolo quantistico pratico. La prima misurazione del suo genere potrebbe fornire un trampolino di lancio per il calcolo quantistico pratico.

I ricercatori del MIT di Boston e di altri paesi hanno registrato, per la prima volta, la “coerenza temporale” di un qubit grafene, ovvero per quanto tempo può mantenere uno stato speciale che gli consente di rappresentare contemporaneamente due stati logici. Secondo gli scienziati la dimostrazione, che ha utilizzato un nuovo tipo di qubit basato su grafene, rappresenta un passo avanti fondamentale per il calcolo quantistico pratico.

I bit quantistici superconduttori (semplicemente i qubit) sono atomi artificiali che usano vari metodi per produrre bit di informazione quantistica, la componente fondamentale dei computer quantistici. Analogamente ai circuiti binari tradizionali nei computer, i qubit possono mantenere uno dei due stati corrispondenti ai classici bit binari, uno 0 o 1. Ma questi qubit possono anche essere una sovrapposizione di entrambi gli stati contemporaneamente, che potrebbe consentire ai computer quantistici di risolvere problemi complessi che sono praticamente impossibili per i computer tradizionali. La quantità di tempo in cui questi qubit rimangono in questo stato di sovrapposizione viene definito come il loro “tempo di coerenza”. Più lungo è il tempo di coerenza, maggiore è la capacità del qubit di calcolare problemi complessi.

Recentemente, i ricercatori hanno incorporato materiali basati su grafene in dispositivi di calcolo quantistico. Superconduttori che promettono un calcolo più veloce e più efficiente, tra gli altri vantaggi. Fino ad ora, tuttavia, non c'era alcuna coerenza registrata per questi qubit avanzati, quindi non si sa se sono fattibili per il calcolo quantistico pratico.

Farmaci somministrati nel corpo umano da un microrobot

Per distribuire i farmaci il microrobot, grande come una formica,  è in grado di muoversi in vari modi e formare angoli di 90 gradi.

Grazie alle dimensioni e all'adattabilità del microrobot, sarà possibile somministrare farmaci in una zona specifica del corpo o eseguire mirate diagnosi mediche.

Un piccolo robot ispirato a un millepiedi, in grado di trasportare carichi pesanti, è stato sviluppato da un team di scienziati dell'Università di Hong Kong. Per i ricercatori questo rappresenterà un nuovo modo di somministrare farmaci all'interno del corpo umano. Progettati anche per adattarsi agli ambienti avversi, questi nuovi robot potrebbero diventare un'innovazione per la medicina.

Le piccole gambe del robot avranno la capacità di ridurre l'attrito durante lo spostamento conferendogli un movimento efficiente in tutte le superfici e in sostanze come il sangue e il muco. La relazione tra le gambe è stata studiata nei minimi particolari: gli esperti desideravano creare un dispositivo che non avesse grossi problemi di movimento all'interno del corpo umano.

“La maggior parte degli animali ha un rapporto gamba-gamba di 2:1 a 1:1. Abbiamo deciso di creare il nostro robot utilizzando un rapporto 1:1”, ha detto uno degli autori della ricerca, il dottor Shen Yajing,(1) assistente professore dell'università di Hong Kong.

Lo spessore del robot è di 0,15 millimetri, mentre ogni gamba - che ha una forma conica - misura 0,65 millimetri di lunghezza. Lo spazio tra ogni gamba è di 0,6 millimetri. Il corpo del robot è costituito da un materiale in silicone chiamato Polidimetilsiloxano a cui sono state inserite particelle magnetiche che consentono di controllare a distanza la forza elettromagnetica.

Creati nuovi sensori per monitorare la dopamina nel cervello

I neuroscienziati del MIT potranno misurare la dopamina nel cervello per più di un anno. Questo sistema li aiuterà a capire il ruolo della dopamina.

Piccole sonde installate nel cervello potrebbero monitorare i pazienti malati di Parkinson e altre patologie.

La dopamina, che all'interno del cervello funziona da neurotrasmettitore, tramite l'attivazione dei recettori dopaminici specifici e subrecettori, svolge un ruolo importante nel regolare il nostro umore, oltre a controllare il movimento. Molti disturbi, tra cui il morbo di Parkinson, la depressione e la schizofrenia, sono legati a carenze di dopamina. I neuroscienziati del MIT hanno escogitato un modo per misurare la dopamina nel cervello per più di un anno. Essi sono certi che questo nuovo sistema li aiuterà a imparare molto di più sul ruolo della dopamina nel cervello sano e malato.

“Sappiamo che la dopamina è una cruciale molecola neurotrasmettitrice nel cervello, implicata nelle condizioni neurologiche, neuropsichiatriche e nella nostra capacità di apprendere. Tuttavia, per noi è risultato impossibile monitorare i mutamenti nel rilascio online di dopamina in periodi di tempo abbastanza lunghi da riferirli alle condizioni cliniche”, afferma Ann Graybiel,(1) professoressa del MIT Institute, membro del McGovern Institute for Brain Research del MIT e uno degli autori senior dello studio.

Il dottor Michael J. Cima,(2) professore di ingegneria presso il Dipartimento di Scienza dei Materiali e Ingegneria nonché membro del David H. Koch Institute for Integrative Cancer Research (Massachusetts Institute of Technology MIT) per la ricerca sul cancro integrativo, e Rober Langer,(3) Professore e membro del David H. Koch Institute for Integrative Cancer Research (Massachusetts Institute of Technology MIT). Entrambi sono anche autori principali dello studio. La dottoressa del MIT Helen Schwerdt è l'autore principale dell'articolo, che appare nel numero del 12 settembre di Communications Biology.(4)

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