Rivoluzione quantistica: risultati pionieristici nei calcoli complessi
Grandi progressi nel mondo della fisica quantistica: gli scienziati scoprono un nuovo metodo per la risoluzione dei calcoli quantistici.
Un gruppo di ricercatori, in Cina, ha scoperto un processore quantistico da 105 qubit, in grado di risolvere in pochi minuti calcoli quantistici che, utilizzando i più potenti computer attuali, richiederebbero miliardi di anni. Si tratta di un traguardo importante, che rappresenta un nuovo parametro per le affermazioni del vantaggio quantistico, nonostante quelle precedenti siano sparite con il perfezionamento degli algoritmi classici,
Il calcolo quantistico promette, dunque, di ridurre le fonti di conteggio indispensabili per la risoluzione dei problemi: la dimostrazione che un computer quantistico possa risolvere un problema più rapidamente rispetto a un computer classico è un prova chiave. La prima affermazione di vantaggio quantistico risale al 2019, quando i ricercatori di Google dichiararono che il processore Sycamore da 53 qubit aveva risolto il problema detto campionamento casuale del vincitore (RCS) in 300 secondi.
Ai tempi, il gruppo di esperti di Google riteneva che i migliori supercomputer avrebbero richiesto 10.000 anni per trovare la soluzione al problema. Il successivo perfezionamento degli algoritmi classici ha ridotto i tempi a meno di 15 secondi. Da allora gli sperimentatori hanno fatto notevoli passi avanti nell’ambito del calcolo quantistico, nonostante i matematici abbiano reso più complicato il raggiungimento del vantaggio quantistico, perfezionando le tecniche di simulazione degli algoritmi sui computer tradizionali.
La fisica quantistica perfeziona i metodi di calcolo
Nel 2024 i ricercatori di Google hanno rivelato che il processore Sycamore da 67 qubit aveva risolto un calcolo RCS, che il supercomputer Frontier degli Stati Uniti avrebbe decifrato in 3.600 anni. Xiaobu- Zhu, fisico dell’Università di Scienza e Tecnologia della Cina e i suoi colleghi, nel loro ultimo studio, hanno fatto ulteriori progressi. Hanno, infatti dimostrato che il loro nuovo elaboratore elettronico Zuchongzhi 3.0 è in grado di risolvere in pochi minuti un problema RCS. Secondo i loro pareri, Frontier potrebbe completare il calcolo, impiegando miliardi di anni, pur sfruttando i migliori algoritmi classici.
Per ottenere questo risultato, gli scienziati hanno riprogettato il circuito di lettura del loro precedente Zuchongzhi, modificando le strutture dei qubit per accrescere i tempi di coerenza. Hanno, così, aumentato il numero totale di qubit superconduttori, portandolo a 105 e migliorando l’efficienza del processore.
Nel mese di dicembre 2024, i ricercatori di Google hanno dichiarato di aver usato Willow, il loro ultimo calcolatore elettronico, che sfrutta i 105 qubit superconduttori, per comprovare la correzione degli errori quantistici. Il team di ricercatori cinesi sta progettando la dimostrazione della correzione degli errori quantistici sul processore Zuchongzhi 3.0. In questo caso, sarà necessario utilizzare un codice di superficie in grado di combinare più qubit fisici in unico qubit logico, più resistente agli errori.
