Un recente articolo pubblicato su Nature ha evidenziato un significativo passo avanti verso la realizzazione dei computer quantistici a prova di errore. Il lavoro, condotto principalmente dall'Università di Harvard, ha dimostrato la capacità di gestire fino a 48 qubit logici, segnando un importante traguardo nel campo della correzione degli errori nel calcolo quantistico.
L'efficacia dei computer quantistici è strettamente legata allo sviluppo di qubit corretti dagli errori, una distribuzione di informazioni quantistiche tra un gruppo di qubit hardware.
La correzione degli errori è essenziale per evitare la perdita completa delle informazioni a causa di errori nei singoli qubit hardware. L'implementazione di questa correzione è stata al centro di discussioni e sforzi mirati nel campo della ricerca quantistica.
L'hardware utilizzato dal team di Harvard, basato su atomi neutri, offre vantaggi significativi rispetto agli altri metodi. Questi qubit presentano maggiore stabilità nel mantenimento delle informazioni, poiché le informazioni quantistiche sono memorizzate nello spin nucleare degli atomi individuali.
Inoltre, la loro configurazione consente operazioni più semplici su qubit logici, come eseguire operazioni simultanee su più atomi componendo il qubit logico.
Il lavoro ha dimostrato che questa architettura ha la capacità di identificare e correggere errori durante le operazioni, migliorando notevolmente l'affidabilità dei calcoli.
Tuttavia, questo sistema non rappresenta ancora una correzione completa degli errori durante il processo di calcolo, ma piuttosto corregge gli errori dopo il completamento dei calcoli.
I test condotti hanno mostrato una notevole superiorità dei qubit logici rispetto ai qubit hardware sia nella stabilità delle informazioni mantenute che nelle prestazioni degli algoritmi testati.
In particolare, l'accuratezza dei risultati è migliorata man mano che i ricercatori hanno raffinato le misurazioni e respinto le indicazioni di errori.
Sebbene questo rappresenti un passo significativo, rimangono ancora diverse sfide da affrontare. L'aumento del numero di qubit logici è essenziale per ridurre ulteriormente il tasso di errore e renderli utili per applicazioni pratiche. Le prospettive future includono la previsione di aumentare il numero di qubit fisici fino a 10.000, consentendo ulteriori miglioramenti delle prestazioni e la riduzione degli errori.
Inoltre, il lavoro ha indicato che l'ottimizzazione del controllo e un'espansione della potenza laser possono favorire l'evoluzione di questa architettura. Il potenziale di crescita rimane elevato, con la possibilità di collegare parti separate dell'hardware utilizzando collegamenti fotonici.
Nonostante gli ostacoli rimanenti, l'articolo sottolinea che questo progresso dimostra che una serie complessa di manipolazioni sui qubit logici, insieme alla correzione degli errori in tempo reale, è ormai una tecnologia dimostrata. Questo passo avanti getta le basi per il futuro sviluppo di computer quantistici ad alte prestazioni.