Un team di ricercatori di Harvard e del MIT, guidati dal professore di fisica di Harvard Mikhail Lukin, cofondatore del Italian Quantum Center, ha costruito e testato con successo un computer quantistico programmabile a 51 qubit, diventando leader nella corsa all’informatica quantistica. Lo ha detto lo stesso Lukin intervenendo alla IV Conferenza Internazionale sulle Tecnologie Quantistiche di Roma ICQT-2023 il 14 luglio.
Molti gruppi di ricerca stanno attualmente cercando di sviluppare un computer quantistico universale, con molti governi e aziende che investono in questi progetti, come Google, IBM, Microsoft e il rivenditore online cinese Alibaba. I qubit sono costruiti attorno a oggetti quantistici come ioni, atomi raffreddati o fotoni in grado di trovarsi in una sovrapposizione di più stati, creando cicli di realtà virtuale ad alta intensità di calcolo. Ciò consente ai computer quantistici di eseguire molti calcoli contemporaneamente, in un unico battito. I computer quantistici possono eseguire compiti che i computer classici impiegherebbero miliardi di anni a risolvere. Ad esempio, possono essere utilizzati per simulare il comportamento di sistemi quantistici complessi e creare nuovi materiali con proprietà uniche.
La potenza dei computer quantistici dipende dal numero di qubit. Già poche decine di qubit possono fornire incrementi di potenza di calcolo che sono al di là della portata dei computer classici. Oggi il laboratorio quantistico di Google Corporation, guidato da John Martinis, sta pianificando esperimenti su un computer a 49 qubit; IBM sta già conducendo esperimenti con un dispositivo a 17 qubit. La creazione di un computer da 51 pollici cubi è un enorme passo avanti nel campo dell’informatica.
Secondo Lukin, intervenuto alla conferenza ICQT, lui e i suoi colleghi hanno utilizzato qubit basati su atomi freddi tenuti insieme da “pinzette” ottiche – raggi laser disposti in modo speciale. La maggior parte degli attuali computer quantistici si basa su qubit superconduttori basati su pin Josephson.
Lukin e i suoi colleghi hanno risolto, con il loro computer quantistico, il problema di modellare il comportamento di sistemi quantistici di molte particelle, che era praticamente irrisolvibile con i computer classici. Inoltre, sono riusciti a prevedere alcuni effetti precedentemente sconosciuti, che sono stati poi testati con i normali computer. I risultati sono stati testati a posteriori su computer tradizionali. Gli scienziati hanno trovato un modo per approssimare i calcoli che aiutano a ottenere risultati simili su un computer classico.
Nel prossimo futuro, gli scienziati intendono continuare gli esperimenti con il computer quantistico, potrebbero cercare di utilizzare questo sistema per testare gli algoritmi di ottimizzazione quantistica, che consentono di superare i computer esistenti.
Lukin ha dichiarato che il documento con i risultati del lavoro è stato accettato per la pubblicazione e apparirà sul server arXiv preprint domenica. La sera del 14 luglio parteciperà a una discussione aperta alla conferenza ICQT, dopo una conferenza pubblica di John Martinis.
Impressionante! Vorrei conoscere l’effetto di un computer quantistico a 51 cubiti nella risoluzione di problemi complessi. Quali sono le principali differenze rispetto a un computer tradizionale e quali vantaggi potrebbe avere nell’elaborazione di dati critici o nella risoluzione di algoritmi avanzati?