Computer quantistici: una luce laser per migliorarne le prestazioni

Ancora una novità dal mondo dei computer quantistici. Dopo il raggiungimento (forse) della supremazia quantistica da parte di Sycamore di Google il mese scorso, al Center for Quantum Computing and Communication Technology dell’Università Rmit di Melbourne (Australia) hanno sviluppato un processore a luce laser a estrema scalabilità, cioè capace di adattarsi ai compiti (calcoli più o meno complessi) mantenendo la stessa efficienza e senza bisogno di interventi di riprogrammazione. Per gli autori, che hanno pubblicato la ricerca su Science, è la prima volta al mondo che un progetto simile raggiunge il successo.

I problemi dei computer quantistici

C’è una grande aspettativa sui computer quantistici, che sfruttando le “bizzarrie” dell’universo dei quanti (tipo che a differenza dei bit dei computer tradizionali, i qubit possono essere nello stato on e off nello stesso momento) promettono soluzioni rapide a problemi difficili. Per esempio dovrebbero impiegare pochi minuti a svolgere operazioni che il più potente dei computer tradizionali esistente impiegherebbe migliaia di anni a risolvere. Ma per farlo hanno bisogno di un gran numero di componenti quantici e devono essere relativamente privi di errori. E non è così.

Il nuovo processore a luce laser

I processori per computer quantistici attuali, infatti, sono relativamente piccoli e commettono errori, causati dal fatto che sono sistemi soggetti a perturbazioni. Il cluster state – così si chiama il nuovo processore – sembra aver risolto entrambi i problemi, integrando oltretutto quella che gli autori descrivono come un’estrema scalabilità, che gli consente di superare le prestazioni dei computer classici e di adattarsi ai problemi del mondo reale. E tutto grazie alla luce laser.

“Anche se i processori quantistici di oggi sono impressionanti, non è chiaro se i progetti attuali possano essere ridimensionati a dimensioni estremamente grandi”, ha commentato il principale autore della ricerca Nicolas Menicucci. “Il nostro approccio inizia con un’estrema scalabilità – integrata sin dall’inizio – perché il processore, chiamato cluster state, è fatto di luce”.

Come funziona il cluster state

Attraverso dei particolari cristalli la luce viene “strizzata” e convertita in luce laser che viene indirizzata da una serie di specchi e fibre ottiche per formare il cluster state, un’immensa raccolta di elementi quantistici interconnessi (entangled).

“In questo progetto, per la prima volta, abbiamo creato un cluster state su larga scala, la cui struttura consente il calcolo quantistico universale”, ha affermato Hidehiro Yonezawa, ricercatore del Center for Quantum Computing and Communication Technology della Unsw Canberra, che ha preso parte alla ricerca. Sebbene il nuovo cluster state non sia ancora ottimizzato, i suoi ideatori ritengono che abbia tutte le carte in regola per essere quello strumento che aprirà le porte per il salto di qualità dell’informatica quantistica.

Via: Wired.it

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