IBM afferma di aver fatto un grande passo avanti nel Quantum Computing

Gli scienziati di IBM affermano di aver sviluppato un metodo per gestire l’inaffidabilità insita nei processori quantistici, forse fornendo una svolta tanto attesa per rendere i computer quantistici pratici quanto quelli convenzionali, o anche di più.

Il progresso, dettagliato in uno studio pubblicato sulla rivista Nature, arriva quasi quattro anni dopo che Google aveva dichiarato con entusiasmo il raggiungimento della «Quantum Supremacy» (la «supremazia quantistica») quando i suoi scienziati avevano dichiarato di aver dimostrato che il loro computer quantistico potrebbe superare uno classico.

Nel calcolo quantistico, tale «supremazia quantistica», corrisponde alla dimostrazione che un dispositivo quantistico programmabile può risolvere un problema che nessun computer classico può risolvere in un periodo di tempo fattibile.

Le affermazioni di supremazia quantistica al momento non sembrano aver avuto seguito. L’esperimento di Google è stato criticato in quanto privo di meriti nel mondo reale, e non è passato molto tempo prima che altri esperimenti dimostrassero che i supercomputer classici potevano ancora superare quelli di Google, ricorda Futurism.

I ricercatori di IBM, tuttavia, sembrano fiduciosi che questa volta l’avanzamento sia veritiero. «Stiamo entrando in questa fase dell’informatica quantistica che io chiamo utilità, l’era dell’utilità», ha dichiarato al New York Times Jay Gambetta, IBM Fellow e vicepresidente di IBM Quantum Research.

L’informatica quantistica fondamentalmente sfrutta due principi della meccanica quantistica. La prima è la sovrapposizione («superposition»), la capacità di una singola particella, in questo caso bit quantistici o qubit, di trovarsi contemporaneamente in due stati separati. Poi c’è l’entanglement, che permette a due particelle di condividere simultaneamente lo stesso stato.

Questi principi – definiti dai fisici come spooky, cioè spettrali – consentono a un numero molto inferiore di qubit di competere con la potenza di elaborazione dei bit regolari, che possono essere costituiti solo da uno o zero secondo codice binario. Per quanto incredibile, a livello quantico le particelle esistono stranamente in stati incerti, che sorgono in una fastidiosa casualità nota come «rumore quantico».

Gestire questo rumore è la chiave per ottenere risultati pratici da un computer quantistico. Un leggero cambiamento di temperatura, ad esempio, potrebbe far cambiare stato a un qubit o perdere la sovrapposizione.

È qui che entra in gioco il nuovo lavoro di IBM. Nell’esperimento, i ricercatori dell’azienda hanno utilizzato un processore IBM Eagle da 127 qubit per calcolare quello che è noto come modello Ising, simulando il comportamento di 127 particelle magnetiche di dimensioni quantistiche in un campo magnetico: un problema che ha valore nel mondo reale ma, a quella scala, è troppo complicato da risolvere per i computer classici.

Per mitigare il rumore quantico, i ricercatori, paradossalmente, hanno effettivamente introdotto più rumore, e poi hanno documentato con precisione i suoi effetti su ogni parte del circuito del processore e gli schemi che ne sono emersi. Da lì, i ricercatori hanno potuto estrapolare in modo affidabile come sarebbero stati i calcoli senza alcun rumore. Tale processo è chiamato «attenuazione degli errori», spiega Futurism.

Per quanto promettenti siano i risultati, «non è ovvio che abbiano raggiunto la supremazia quantistica qui», ha detto al grande quotidiano di Nuova York il coautore Michael Zaletel, un fisico dell’Università della California Berkley.

Ulteriori esperimenti dovranno confermare che le tecniche di mitigazione degli errori degli scienziati IBM non produrrebbero gli stessi risultati, o addirittura migliori, in un processore classico che calcola lo stesso problema.

Scienziati cinesi, al pari delle varie grandi aziende e università americane che stanno pesantemente investendo nei primi computer quantistici, due anni fa avevano detto con vanteria di possedere il computer quantistico più potente del mondo.

Come riportato da Renovatio 21, l’avvento dell’era dei computer quantistici sta già creando effetti bizzarri, anche se siamo lontani dall’avere la tecnologia funzionale e implementata. Stiamo assistendo ad esempio al furto di dati crittografati da parte degli hacker in quelli che vengono chiamati «post-quantum attack»: in pratica rubano i dati oggi per poterli decrittare un domani grazie ai poteri impressionanti dei processori quantistici, con i quali, si dice, nessuna password sarà più al sicuro – ciò che è definibile come una vera «Apocalisse quantistica».