Verso calcoli 1.000 volte più veloci per i computer quantistici

Calcoli 1.000 volte più veloci e a prova di errore portano i computer quantistici un po' più vicini alle applicazioni reali: riducendo il tempo che richiedono le operazioni, infatti, si riduce anche il rischio che il sistema venga disturbato da elementi esterni, portando alla perdita delle informazioni. Il risultato è stato ottenuto da un gruppo di ricercatori guidato dalla svedese Chalmers University of Technology, che lo ha pubblicato sulla rivista Physical Review Letters. Questo passo avanti permetterebbe di superare uno dei maggiori ostacoli per i computer quantistici, che sono estremamente sensibili a errori e disturbi esterni.

Nella ricerca di elaboratori quantistici più resilienti, gli autori dello studio coordinato da Lei Du sono partiti dai cosiddetti 'codici quantistici bosonici', un approccio promettente per proteggere le informazioni dagli errori: "Anziché memorizzare le informazioni quantistiche in singoli qubit - dice Tangyou Huang, co-autore della ricerca - i codici bosonici codificano le informazioni nei campi a microonde presenti all'interno dei circuiti superconduttori". Il problema è che le operazioni quantistiche basate su codici quantistici bosonici sono estremamente difficili da realizzare e controllare, e sono anche estremamente lente, perché i singoli componenti richiesti per i calcoli devono essere assemblati uno alla volta.

È qui che entra in gioco il nuovo approccio di Du e colleghi, che hanno utilizzato le cosiddette 'porte quantistiche su reticolo': si tratta di una sorta di comandi che cambiano lo stato dei qubit o li fanno 'parlare' tra loro, in modo da processare le informazioni. "È come la costruzione di un grande castello di Lego", commenta Huang: "Invece di assemblarlo mattone dopo mattone, rischiando di commettere errori lungo il percorso, le porte logiche quantistiche a reticolo agiscono come moduli Lego pre-assemblati, che possono essere collegati in modo più rapido ed efficiente".

Verso calcoli 1.000 volte più veloci per i computer quantistici, a prova di errore (fonte: Chalmers University of Technology | Malin Arnesson and Anna-Lena Lundquist)