Gli scienziati di IBM sostengono di avere prove che i computer quantistici supereranno presto quelli classici in compiti utili, come il calcolo delle proprietà dei materiali o l’interazione delle particelle elementari. In un esperimento dimostrativo pubblicato su Nature il 14 giugno, i ricercatori hanno simulato il comportamento di un materiale magnetico sul processore quantistico Eagle di IBM, superando il principale ostacolo tecnologico: il rumore quantistico.
Il superamento del rumore quantistico
Il rumore quantistico è un fenomeno che introduce errori nei calcoli. Nel loro esperimento, il team di IBM è riuscito a controllare e ridurre questo rumore, ottenendo risultati affidabili. Grazie a tecniche di “mitigazione dell’errore”, sono riusciti a eseguire calcoli quantistici a una scala che metterebbe a dura prova i computer classici. Nonostante il problema nel loro esperimento utilizzasse un modello molto semplificato di un materiale, i risultati ottenuti sono promettenti. “Questo ci rende ottimisti sul fatto che funzionerà in altri sistemi e algoritmi più complicati,” afferma John Martinis, fisico dell’Università della California, Santa Barbara.
I computer quantistici utilizzano i fenomeni quantistici, come la superposizione e l’intreccio quantistico, per eseguire calcoli. I qubit, l’equivalente quantistico dei bit dei computer ordinari, possono essere in una superposizione dei stati ‘0’ e ‘1’ e possono essere intrecciati tra loro. Questa capacità consente ai computer quantistici di eseguire molti calcoli simultaneamente, rendendoli potenzialmente molto più potenti dei computer classici.
IBM e la strategia di mitigazione dell’errore
La strategia di IBM a breve termine mira a fornire calcoli utili attenuando, piuttosto che correggendo, gli errori. A lungo termine, IBM e la maggior parte delle altre aziende sperano di passare alla correzione degli errori quantistici, una tecnica che richiederà un gran numero di qubit aggiuntivi per ogni qubit dati. Alcuni ricercatori sono meno ottimisti sul potenziale della mitigazione del rumore e si aspettano che solo la correzione degli errori quantistici permetterà calcoli che sarebbero impossibili anche sui più grandi supercomputer classici.
Il processore Eagle di IBM ha attualmente 127 qubit, ma l’azienda prevede di svelare il suo processore più potente, il chip Condor da 1.121 qubit, entro la fine dell’anno. IBM sta anche lavorando a processori “di scala utility” fino a 4.158 qubit. Ma per raggiungere l’obiettivo a lungo termine di costruire macchine da 100.000 qubit che possono eseguire algoritmi completamente corretti per errori entro il 2033, gli scienziati dovranno risolvere problemi di ingegneria significativi. Il mondo dei computer quantistici è in rapida evoluzione e promette di rivoluzionare il modo in cui elaboriamo le informazioni. Per capire meglio a cosa servono i computer quantistici, consigliamo la lettura di questo articolo.
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