I computer quantistici possono superare i computer classici nel rispondere a domande pratiche entro due anni, secondo un nuovo esperimento condotto da IBM. La dimostrazione suggerisce che la vera supremazia quantistica, quando i computer quantistici supereranno quelli digitali classici, potrebbe arrivare sorprendentemente presto.
"Queste macchine stanno arrivando", ha dichiarato Sabrina Maniscalco, CEO della startup di calcolo quantistico Algorithmiq con sede a Helsinki, in un'intervista a Nature News.
In un nuovo studio pubblicato mercoledì scorso, gli scienziati hanno utilizzato il computer quantistico di IBM, noto come Eagle, per simulare le proprietà magnetiche del materiale reale più velocemente di quanto possa fare un computer classico. Ciò è stato ottenuto grazie all'utilizzo di uno speciale processo di riduzione degli errori che ha compensato il rumore, un inconveniente fondamentale dei computer quantistici.
I computer tradizionali basati su chip di silicio si basano su "bit" che possono assumere solo uno dei due valori: 0 o 1.
Al contrario, i computer quantistici utilizzano bit quantistici, o qubit, che possono acquisire molti stati contemporaneamente. I qubit si basano su fenomeni quantistici come la sovrapposizione, in cui una particella può esistere in più stati contemporaneamente, e l'entanglement quantistico, in cui gli stati di particelle distanti possono essere collegati in modo tale che cambiando uno di essi ne cambia istantaneamente un altro. In teoria, ciò consente ai qubit di eseguire calcoli molto più velocemente e in parallelo, cose che i bit digitali farebbero lentamente e in sequenza.
Ma storicamente, i computer quantistici hanno avuto un tallone d'Achille: gli stati quantistici dei qubit sono incredibilmente delicati e anche la minima influenza esterna può cambiare in modo permanente il loro stato, e quindi le informazioni che trasportano. Ciò rende i computer quantistici molto soggetti a errori o "rumorosi".
In un nuovo esperimento di prova del principio, il supercomputer Eagle da 127 qubit, che utilizza qubit costruiti su circuiti superconduttori, ha calcolato lo stato magnetico completo di un solido bidimensionale. I ricercatori hanno quindi misurato attentamente il rumore prodotto da ciascuno dei qubit. Si scopre che alcuni fattori, come i difetti nel materiale del supercomputer, possono prevedere in modo affidabile il rumore generato in ogni qubit. Il team ha quindi utilizzato queste previsioni per modellare come sarebbero i risultati senza quel rumore.
Pretese di superiorità quantistica sono emerse in precedenza: nel 2019, gli scienziati di Google hanno affermato che il computer quantistico dell'azienda, noto come Sycamore, ha risolto un problema in 200 secondi che avrebbe richiesto 10 anni a un normale computer. Ma il problema che ha risolto - essenzialmente sputare un enorme elenco di numeri casuali e quindi verificarne l'accuratezza - non aveva alcuna applicazione pratica.
Al contrario, la nuova dimostrazione di IBM affronta un problema fisico reale, anche se molto semplificato.
"È incoraggiante che funzionerà in altri sistemi e algoritmi più complessi", ha affermato John Martinis, fisico dell'Università della California, Santa Barbara, che ha raggiunto il risultato. Google 2019, in un'intervista a Nature News.
Leggi anche: