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Il processore è un importante passo avanti verso la realizzazione dei computer quantistici, che saranno in grado di gestire l’immenso traffico dati del futuro.
Un processore fotonico quantistico che impiega solo 36 microsecondi per eseguire un compito che richiederebbe a un supercomputer più di 9.000 anni per essere completato.
È quanto riportato su Nature questa settimana: il dispositivo può rappresentare un passo importante verso la creazione di computer quantistici.
Un obiettivo chiave per i dispositivi quantistici è che superino i sistemi classici, stabilendo un “vantaggio quantistico”, ma solo un piccolo numero di esperimenti ha riportato questo risultato fino ad oggi.
Un approccio per dimostrare il vantaggio dei sistemi quantistici rispetto ai computer classici è confrontare la velocità con cui i dispositivi campionano da una distribuzione di probabilità sconosciuta che caratterizza la propagazione dei fotoni attraverso una rete, un compito noto come campionamento del bosone gaussiano.
È possibile calcolare quanto tempo impiegherebbero i computer classici per eseguire la stessa attività. Esiste un numero soglia di fotoni, al di sopra del quale i computer classici non sono in grado di gestire il calcolo in un tempo ragionevole.
Esperimenti precedentemente riportati realizzando il campionamento del bosone gaussiano hanno utilizzato fino a 113 fotoni che si propagano attraverso una rete di specchi e lenti fisse. Jonathan Lavoie e colleghi riportano esperimenti condotti su un singolo processore fotonico programmabile, chiamato Borealis, che rileva fino a 219 fotoni (125 in media).
Ritengono che questo sia il più grande esperimento fotonico di vantaggio quantistico riportato fino ad oggi. Il miglioramento delle prestazioni, rispetto ad altri processori fotonici, è attribuito alla semplificazione dell’esperimento di rilevamento dei fotoni e all’introduzione della riprogrammabilità. L’esperimento è notevole perché i processori fotonici programmabili sono molto più vicini alla forma che un dispositivo commerciale quantistico potrebbe assumere rispetto ai precedenti esperimenti proof-of-principle.
Il lavoro di Lavoie e colleghi “risolve le sfide tecnologiche che potrebbero metterci avanti nella corsa verso computer quantistici vitali”, scrive Daniel Jost Brod in un articolo di accompagnamento.
