I computer quantistici esistono, ma la loro instabilità rappresenta una grande sfida per l’usabilità. Alti tassi di errore attualmente impediscono a questa tecnologia rivoluzionaria di raggiungere il suo pieno potenziale. Tuttavia, i recenti progressi scientifici suggeriscono che le soluzioni potrebbero essere a portata di mano.
La sfida degli errori quantistici
Anche i computer tradizionali presentano errori, ma le tecniche di ridondanza consolidate li correggono. La meccanica quantistica complica tutto questo: le informazioni non possono essere duplicate, quindi la correzione degli errori si basa sulla diffusione dei dati su qubit entangled (l’equivalente quantistico dei bit). Questi gruppi di qubit sono chiamati qubit logici e l’ottimizzazione della loro costruzione è fondamentale.
Il problema principale è stato l’elevato numero di qubit fisici necessari per creare un unico qubit logico affidabile, rendendo i computer quantistici costosi e difficili da costruire. Ma le scoperte stanno cambiando la situazione.
Nuovi approcci alla riduzione degli errori
I ricercatori dell’International Quantum Academy in Cina hanno recentemente dimostrato che solo due qubit superconduttori combinati con un risonatore possono creare un qubit più grande e più stabile che corregge automaticamente gli errori. Inoltre, tre di questi qubit possono essere entangled per aumentare la potenza di calcolo senza introdurre nuovi errori.
Robert Schoelkopf della Yale University osserva: “È un momento molto emozionante per la correzione degli errori. Per la prima volta, teoria e pratica stanno davvero entrando in contatto”. Il suo team ha anche dimostrato che le operazioni quantistiche di base possono essere eseguite con tassi di errore estremamente bassi, rari quanto un errore su un milione di operazioni.
Protezione a più livelli e algoritmi ottimizzati
Anche con questi miglioramenti, alcuni errori inevitabilmente sfuggiranno. Arian Vezvaee di Quantum Elements e i suoi colleghi hanno testato un approccio a più livelli: mantenere attivi i qubit con impulsi elettromagnetici previene la corruzione e mantiene un entanglement stabile.
Anche il modo specifico in cui i qubit vengono combinati è importante. David Muñoz Ramo di Quantinuum ha scoperto che calcoli estremamente precisi (come determinare lo stato energetico più basso di una molecola di idrogeno) richiedono qualcosa di più della semplice correzione degli errori. I metodi di base non sono sufficienti.
Cosa significa questo per il futuro
La correzione degli errori quantistici è ancora in evoluzione. James Wootton di Moth Quantum afferma: “Siamo ancora in una fase in cui i ricercatori stanno imparando come tutti gli elementi di correzione degli errori si incastrano”. Nonostante ciò, stanno cominciando ad emergere le basi per un calcolo quantistico affidabile.
Il futuro dell’informatica quantistica dipende dalla risoluzione di questo problema di errore. L’innovazione continua sta rendendo quel futuro più plausibile, anche se un funzionamento completamente privo di errori rimane un obiettivo lontano.
