▾ G11 Media Network: | ChannelCity | ImpresaCity | SecurityOpenLab | Italian Channel Awards | Italian Project Awards | Italian Security Awards | ...
InnovationCity

Quantum computing: IBM e ricercatori universitari sintetizzano una molecola mai osservata in natura

Pubblicata su Science, la scoperta documenta la prima osservazione sperimentale di una topologia elettronica half Möbius in una singola molecola.

TechWorld

Un team internazionale composto da ricercatori di IBM, The University of Manchester, Oxford University, ETH Zurich, EPFL e University of Regensburg ha creato e caratterizzato una molecola completamente nuova, nella quale gli elettroni si muovono seguendo un percorso elicoidale che ne modifica radicalmente il comportamento chimico.

Il risultato, pubblicato su Science, rappresenta la prima osservazione di una topologia elettronica half‑Möbius in una singola molecola. Una configurazione questa mai sintetizzata, osservata o formalmente prevista prima d’ora. Comprendere le proprietà elettroniche di questa molecola ha richiesto un approccio altrettanto innovativo: una simulazione di calcolo quantistico ad alta fedeltà.

La scoperta segna un progresso su due fronti. Per la chimica, perché dimostra che la topologia elettronica - la proprietà che governa il movimento degli elettroni in una molecola - può essere progettata e non soltanto osservata in natura. Segna inoltre una pietra miliare per i workload di quantum‑centric supercomputing perché rende possibile superare i limiti dei sistemi classici: una rappresentazione diretta del comportamento quantomeccanico a livello molecolare.

La molecola, con formula C₁₃Cl₂, è stata assemblata atomo per atomo nei laboratori IBM a partire da un precursore sviluppato all’Università di Oxford. La costruzione è avvenuta rimuovendo singoli atomi attraverso impulsi di tensione calibrati con precisione, in condizioni di ultra‑alto vuoto e temperature prossime allo zero assoluto. 

Le analisi condotte mediante microscopia a effetto tunnel e microscopia a forza atomica - tecniche di cui IBM è stata pioniera - combinate con simulazioni quantistiche, hanno rivelato una configurazione elettronica inedita: una struttura che ruota di 90 gradi per ogni ciclo e che richiede quattro rotazioni complete per ritornare alla fase iniziale. 

Questa topologia half‑Möbius, distinta in modo netto da qualsiasi molecola nota, può inoltre essere regolata in modo reversibile in tre stati: ruotata in senso orario, antiorario o non ruotata.
La scoperta apre così la strada alla possibilità di ingegnerizzare la topologia elettronica come nuovo parametro di progettazione chimica.

La comprensione del comportamento elettronico della molecola C₁₃Cl₂ ha messo in evidenza i limiti dei sistemi classici: gli elettroni mostrano infatti interazioni altamente entangled, in cui ogni particella influenza simultaneamente tutte le altre. Simulare accuratamente un tale sistema richiede una potenza computazionale che cresce in modo esponenziale, superando le capacità dei calcolatori tradizionali.

I computer quantistici, operando secondo le stesse leggi quantomeccaniche che governano gli elettroni, permettono invece una rappresentazione diretta di questi sistemi. Parlano infatti lo stesso linguaggio fondamentale della materia che sono progettati per studiare. Una caratteristica che, da ipotesi teorica, si sta rapidamente trasformando in uno strumento capace di generare risultati concreti. Questa evoluzione apre nuove prospettive ai workload del quantum‑centric supercomputing che possono così supportare in modo più efficace la sperimentazione nel mondo reale. Grazie all’integrazione di quantum processing unit (QPU), CPU e GPU, il quantum‑centric supercomputing permette di scomporre problemi complessi e assegnare ciascuna parte all’architettura più adatta, orchestrando l’intero processo in maniera ottimale. Il risultato è la possibilità di ottenere ciò che nessun paradigma di calcolo, da solo, sarebbe in grado di raggiungere.

Nel corso dell’esperimento, grazie a un computer quantistico IBM, i ricercatori hanno identificato orbitali molecolari elicoidali per l’aggiunta di elettroni - un’impronta distintiva della topologia half‑Möbius. Le simulazioni quantistiche hanno inoltre permesso di spiegare l’origine del comportamento osservato, riconducendolo a un effetto pseudo–Jahn–Teller elicoidale.

Tag correlati

Esplora altri articoli su questi argomenti

Se questo articolo ti è piaciuto e vuoi rimanere sempre informato

Related news

Ultime Notizie

Il futuro dei Data Center. Per il WWF 'Vanno alimentati con fonti rinnovabili' e servono standard energetici e sostenibili chiari

Presentato il nuovo report "Data center: quanti, dove e come. E soprattutto, alimentati con quali fonti energetiche?" Lo studio è realizzato dall’Università di Padova con il contributo liberale del WWF Italia. Il report parte dall’analisi di tre possibili scenari sul fabbisogno energetico necessario per i dati center del futuro e sul suo peso sui consumi totali a livello nazionale.

17-07-2026

Iliadship 2026: al via la quarta edizione del programma con 10 borse di studio e nuove partnership d’eccellenza

Il progetto di iliad Italia cresce includendo la Sapienza di Roma, Scaleway e Treccani Accademia, estendendo il supporto non solo agli studenti STEM, ma anche alle eccellenze nelle discipline umanistiche e nelle scienze sociali.

17-07-2026

Tecnologia e servizi pubblici: a Torino nasce la Palestra dell’Innovazione per la PA

Un'alleanza strategica tra il Politecnico di Torino e il CSI Piemonte mette studenti e ricercatori al centro della trasformazione digitale della Pubblica Amministrazione.

17-07-2026

Regione Lombardia lancia il bando "Talenti": 7 milioni di euro per innovare le imprese attraverso l'alta formazione

Un nuovo strumento per colmare il divario tra ricerca accademica e sistema produttivo: le PMI lombarde possono ora accedere a contributi a fondo perduto per l’inserimento di ricercatori specializzati.

17-07-2026

Notizie più lette

1 17 luglio, per i monopattini diventa obbligatoria l'assicurazione

Dal 17 luglio tutti i monopattini elettrici dovranno essere assicurati, ma la scarsità di offerte e l’aumento dei premi fino a 16 volte rischiano di paralizzare il settore della sharing mobility in Italia.

2 Rivoluzione nella deambulazione: arrivano in Italia WIM e WIM S, i primi esoscheletri medicali leggeri

La nuova tecnologia robotica indossabile di Wimoove e WIRobotics punta a sostenere la mobilità quotidiana e l'autonomia, integrando il lavoro di fisiatri e fisioterapisti sia in ambito clinico che domestico.

3 GETEC acquisisce Cogenio, azienda specializzata in soluzioni energetiche distribuite

L’operazione comprende l’acquisto del 100% di Cogenio Italia e del 100% di Cogenio Iberia, ed è stata negoziata con l’azionista di maggioranza Infracapital. Nasce una joint venture che si è successivamente estesa alla penisola Iberica.

4 Intelligenza Artificiale: l'Italia vale 4,1 miliardi di euro con un ecosistema in piena fase di scale-up

Piemonte leader nei ricavi, Lombardia cuore dello sviluppo tecnologico: i dati dell'Italian Tech Landscape 2026 rivelano un settore che ha superato la fase sperimentale per diventare un asset industriale strategico.

Iscriviti alla nostra newsletter

Join our mailing list to get weekly updates delivered to your inbox.

Iscriviti alla newsletter

www.innovationcity.it - 8.5.7 - 4.6.4