Il mondo dell’informatica quantistica ha compiuto un passo decisivo verso la realizzazione di computer realmente utilizzabili. Un team dell’Università di Sydney ha dimostrato per la prima volta come ridurre drasticamente il numero di qubit fisici necessari, sfruttando le vibrazioni naturali di un singolo atomo intrappolato con una precisione senza precedenti.
Il principale ostacolo del calcolo quantistico è la gestione degli errori spontanei. Tradizionalmente servono molti qubit fisici per crearne uno logico stabile, aumentando enormemente le risorse hardware e rendendo i sistemi difficili da scalare.
La Stele di Rosetta dell’informatica quantistica
La svolta arriva dai codici Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP), definiti la “Stele di Rosetta” del calcolo quantistico per la capacità di trasformare oscillazioni continue in stati discreti simili a quelli digitali. Ciò rende molto più semplice individuare, isolare e correggere gli errori.
«Abbiamo dimostrato la prima realizzazione di un set universale di porte logiche per i qubit GKP controllando con precisione le vibrazioni naturali di uno ione intrappolato», spiega Tingrei Tan, autore principale dello studio pubblicato su Nature Physics.
Il dottorando Vassili Matsos ha mostrato come un singolo atomo di itterbio intrappolato in una trappola di Paul, che vibra in tre dimensioni, possa essere usato per codificare e intrecciare due qubit logici. Un risultato che rappresenta una pietra miliare nella tecnologia quantistica moderna.
Verso computer quantistici su larga scala
Questa innovazione affronta il problema dell’“overhead” di risorse che limita la crescita dei computer quantistici. I tre esperimenti condotti con un sofisticato sistema di laser a temperatura ambiente hanno dimostrato che le porte logiche possono essere realizzate con pochissimi qubit fisici, aumentando l’efficienza operativa complessiva.
La ricerca apre la strada a sistemi di calcolo quantistico più compatti, efficienti e realistici, avvicinando il momento in cui queste macchine potranno lasciare i laboratori per trovare applicazioni concrete e rivoluzionarie nel mondo reale.
