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Gli esperimenti sul processore Sycamore da 67 qubit di Google hanno mostrato che le operazioni entravano in una nuova “fase di rumore debole” in cui i calcoli erano abbastanza complessi da superare i supercomputer, sulla base di test di benchmark.
I computer quantistici possono superare i nostri computer classici più veloci in aree molto specifiche, suggerisce un esperimento rivoluzionario.
I ricercatori di Google Quantum AI hanno scoperto una “fase computazionalmente complessa stabile” che può essere raggiunta con le unità di elaborazione quantistica (QPU) esistenti, note anche come processori quantistici.
Tuttavia, i dati prodotti dai computer quantistici sono ancora rumorosi, il che significa che devono ancora eseguire una “correzione degli errori” quantistica piuttosto intensiva man mano che il numero di qubit aumenta affinché i qubit rimangano nella “fase di rumore debole”, hanno aggiunto.
I qubit, che sono incorporati nelle QPU, si basano sui principi della meccanica quantistica per eseguire calcoli in parallelo, mentre i bit di calcolo classici possono elaborare i dati solo in sequenza. Più qubit ci sono su una QPU, più una macchina diventa esponenzialmente potente.
Grazie a queste capacità di elaborazione parallela, i calcoli che un computer classico richiederebbe migliaia di anni per essere eseguiti potrebbero essere eseguiti da un computer quantistico in pochi secondi.
Questo alto tasso di errore significa che per raggiungere la “supremazia quantistica”, sarebbero necessarie tecnologie di correzione degli errori estremamente competenti, che non esistono ancora, o un computer quantistico con milioni di qubit.
Scalare i computer quantistici non è facile, con il maggior numero di qubit in una singola macchina che oggi ammonta a circa 1.000.
Ma il nuovo esperimento condotto dagli scienziati di Google suggerisce che i computer quantistici possono resistere agli attuali livelli di rumore e superare i computer classici in calcoli specifici.
Tuttavia, la correzione degli errori potrebbe essere ancora necessaria quando le macchine aumentano le prestazioni.
Gli scienziati hanno utilizzato un metodo noto come campionamento casuale dei circuiti (RCS) per testare la fedeltà di una griglia 2D di qubit superconduttori, che sono uno dei tipi più comuni di qubit e sono costituiti da un metallo superconduttore sospeso a temperature vicine allo zero assoluto.
RCS è un benchmark che misura le prestazioni di un computer quantistico rispetto a quelle di un supercomputer classico, ed è il benchmark più difficile da eseguire su un computer quantistico, hanno detto gli scienziati.
Gli esperimenti hanno rivelato che i qubit funzionanti possono passare da una prima fase a una seconda, chiamata “fase di rumore debole”, innescando determinate condizioni.
Negli esperimenti, gli scienziati hanno aumentato artificialmente il rumore o rallentato la diffusione delle correlazioni quantistiche.
In questa seconda “fase di rumore debole”, il calcolo è stato abbastanza complesso da concludere che un computer quantistico potrebbe superare un computer classico. Lo hanno dimostrato sul chip Sycamore a 67 qubit di Google.
“Questo è un punto di riferimento nel viaggio per arrivare alle applicazioni del mondo reale, o oltre le classiche applicazioni commerciali”, hanno affermato i rappresentanti di Google Quantum AI.
“Queste applicazioni non dovrebbero essere replicabili su un computer classico. I nostri risultati nell’ambito di questa ricerca sono un passo significativo in questa direzione. Se non puoi vincere sul benchmark RCS, non puoi vincere su nient’altro”.
