Breakthrough nei computer quantistici: Google trova la correzione dell'errore

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I computer quantistici hanno il potenziale per cambiare il modo in cui risolviamo i problemi. Ma prima devono diventare più resistenti agli errori. I ricercatori di Google stanno ora facendo progressi nella correzione degli errori e mostrando come la possibilità di errori può essere ridotta.

Le sfide dei computer quantistici sono diverse. Un problema centrale è la suscettibilità agli errori dei bit quantistici, che fungono da componenti fondamentali di questa tecnologia. Gli studi attuali dimostrano che la probabilità di errori nelle operazioni aritmetiche è compresa tra 0,01 e 1 percento. Ciò significa che con ampi calcoli che richiedono centinaia a migliaia di operazioni, ci si può aspettare un numero significativo di errori. Una correzione di errore efficace è quindi essenziale per sfruttare le piene possibilità di questa tecnologia.

la svolta nella correzione dell'errore

Il laboratorio di intelligenza artificiale quantistica di Google è riuscito a formare un bit quantico logico da diversi bit quantistici di errore che produce meno errori rispetto alle sue singole parti. Questa metodologia rientra nel concetto di ridondanza, che viene utilizzato anche nei computer convenzionali per identificare e correggere errori.

Il processo mira a distribuire informazioni su diversi bit quantistici. Tra questi bit ci sono bit di misurazione che aiutano a garantire la stabilità delle condizioni senza cambiarle. Ciò porta a una forma più robusta del morso quantico logico, che è meno suscettibile agli errori. Tuttavia, questo capolavoro tecnico era possibile solo dopo che i ricercatori potevano rimanere sotto una soglia di faglia critica. Ciò è stato ottenuto quando sono stati in grado di abbassare il tasso di errore di un sistema a bit quantistico di 97 finora che ha prodotto solo la metà degli errori di un sistema a bit quantistico da 49.

Esperti, come Frank Wilhelm-Mauch del Jülich Research Center, vedono i risultati di Google un alto livello di rilevanza e persino confrontare con i progressi del 2019 quando Google ha dimostrato per la prima volta che i computer quantistici possono superare i computer tradizionali in alcune attività.

gli ostacoli sulla realtà di un computer quantistico tollerante di errore

Sebbene il progresso sia promettente, la sfida rimane grande. Sebbene Google possa ora mostrare che i bit quantistici logici possono essere stabilizzati, questo è solo il primo passo. Il prossimo traguardo è quello di eseguire operazioni aritmetiche di base con questi bit quantistici logici. L'obiettivo a lungo termine è abilitare i calcoli tolleranti di guasto con una varietà di questi bit quantistici logici.

Oltre alle sfide tecniche, i ricercatori affrontano un enorme sforzo delle risorse. Si stima che sarebbero necessari circa 1457 bit quantistici fisici per ottenere un tasso di errore nel bit quantico logico da 1 a 1.000.000. Tali quote di errore consentirebbero almeno di risolvere problemi più semplici, ma per sfide complementari, come la decrittografia dei moderni metodi di crittografia, sono necessarie migliaia di bit quantistici logici.

Gli scienziati concordano sul fatto che migliorare le quote di errore dei singoli bit quantistici è la chiave per il progresso. Inoltre, altri algoritmi più efficienti sono disponibili per la correzione dell'errore quantistico, che potrebbe eventualmente portare a una riduzione dei bit quantistici richiesti. Ciò apre modi promettenti per lo sviluppo di computer quantistici più potenti.

In conclusione, resta da vedere che Google e altri ricercatori hanno già gettato una base significativa. Le applicazioni realistiche di tale computer sono ancora in lontananza, ma i recenti sviluppi rendono la prospettiva più chiara. Resta da vedere in che modo questi metodi correttivi possano essere implementati.