Computer quantistici: il gatto matto aiuta a creare chip più sicuri e resistenti agli errori
In un recente studio pubblicato sulla rivista Nature, un team di ricercatori dell’Amazon Web Services (Aws) ha presentato un nuovo approccio per la progettazione di computer quantistici più sicuri e resistenti agli errori. La cifra chiave di questo progetto è rappresentata dai "qubit gatto", ossia dai qubit (le unità di calcolo dei computer quantistici) che si ispirano al celebre paradosso del gatto di Schrödinger.
Gli errori sono una limitazione significativa nello sviluppo dei computer quantistici. "Uno dei grandi limiti attuali nello sviluppo dei computer quantistici sono gli errori, ossia i disturbi che portano alla perdita dell’informazione sotto forma di qubit", afferma Francesco Saverio Cataliotti, dell’Istituto nazionale di ottica del Consiglio nazionale delle ricerche e docente all’Università di Firenze. I ricercatori hanno individuato due tipi di errori differenti: errori nella dimensione della lettera (troppo grande o troppo piccola) e errori nella grafia (ad esempio un’asta troppo lunga).
La strategia dei ricercatori consiste nella progettazione di chip in cui una delle due tipologie di errori non si verifichi mai. Tuttavia, l’eliminazione di una delle due famiglie di errori comporta l’aumento del numero di errori dell’altro tipo.
I qubit gatto, noti anche come qubit cat, sono già noti da tempo, ma il nuovo studio indica una soluzione promettente per ottenere qubit sempre più stabili e su cui sia facile applicare tecniche di correzione degli errori residui. "I qubit di questo tipo vengono chiamati qubit cat perché vengonoresi stabili dalla sovrapposizione di due cose opposte", ha affermato Cataliotti.
La presentazione del chip Ocelot è il risultato di questo studio. "Con i recenti progressi nella ricerca quantistica, non è più una questione di se, ma di quando i computer quantistici pratici e tolleranti agli errori saranno disponibili per applicazioni nel mondo reale. Il nuovo chip è un passo importante in questo percorso", ha osservato Oskar Painter, direttore Quantum Hardware di Aws.
I computer quantistici sono già una realtà, ma possono utilizzare al momento solo poche decine o centinaia di qubit. Tuttavia, l’obiettivo è avere chip con decine di milioni di qubit. Per arrivare a tale soglia non basta ingrandire il chip, occorre trovare nuove soluzioni ingegneristiche o ripensare l’intero disegno dei computer.
La scelta di Ocelot punta in questa seconda direzione: "non abbiamo preso un’architettura esistente e poi abbiamo provato a incorporare la correzione degli errori in seguito. Abbiamo selezionato il nostro qubit e la nostra architettura con la correzione degli errori quantistici come requisito principale", ha aggiunto Painter.
La scelta di Ocelot ha anche portato a una riduzione di un quinto dei costi complessivi e a una maggiore velocità sulla strada verso i computer del futuro.
