Un’innovativa tecnologia basata sui ‘qubit gatto’ potrebbe rivoluzionare il mondo dei computer quantistici, riducendo significativamente gli errori di calcolo. Questa nuova metodologia, sviluppata da un team di ricerca coordinato da Harald Putterman del Centro di quantum computing di Amazon Web Services (Aws), è stata descritta in uno studio pubblicato sulla rivista Nature. Il principio alla base del nuovo approccio ispira anche Ocelot, il chip sperimentale che sfrutta il celebre paradosso del gatto di Schrödinger per migliorare la stabilità del calcolo quantistico.
Gli errori nei computer quantistici e la soluzione dei qubit gatto
Secondo Francesco Saverio Cataliotti, esperto dell’Istituto nazionale di ottica del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) e docente all’Università di Firenze, uno dei principali ostacoli nello sviluppo dei computer quantistici è rappresentato dagli errori di calcolo, che si manifestano sotto forma di disturbi nei qubit, le unità fondamentali dell’elaborazione quantistica.
Questi errori possono essere suddivisi in due grandi categorie. Se si immagina un qubit come una lettera scritta su un foglio, i problemi possono riguardare le dimensioni della lettera (troppo grande o troppo piccola) o la sua grafia (ad esempio, un’asta troppo lunga o inclinata). L’idea dei ricercatori è quella di eliminare uno dei due tipi di errore, concentrando gli sforzi sulla correzione dell’altro. Questo approccio non cancella completamente gli errori, ma semplifica la gestione complessiva del sistema.
I qubit gatto sfruttano un fenomeno tipico della meccanica quantistica: la sovrapposizione di stati opposti. Questo principio, lo stesso alla base del celebre paradosso del gatto di Schrödinger, permette di ottenere qubit più stabili, facilitando l’applicazione delle tecniche di correzione degli errori residui.
Il ruolo del chip Ocelot nello sviluppo dei computer quantistici
Lo studio pubblicato su Nature ha anticipato la presentazione del chip Ocelot, progettato per integrare la correzione degli errori direttamente nell’architettura quantistica. Secondo Oskar Painter, direttore di Quantum Hardware di Aws, questo rappresenta un passo fondamentale verso la creazione di computer quantistici pratici e tolleranti agli errori.
Attualmente, i computer quantistici esistenti possono gestire solo decine o centinaia di qubit, mentre per ottenere un’elaborazione realmente rivoluzionaria servono decine di milioni di qubit. Aumentare semplicemente le dimensioni dei chip non è sufficiente: è necessario ripensare completamente la loro progettazione.
L’approccio di Aws si distingue da quello adottato da altre aziende, come IBM, che punta su qubit superconduttori di tipo diverso. Secondo i ricercatori di Aws, il modello basato sui qubit gatto potrebbe ridurre i costi di un quinto e accelerare il percorso verso la realizzazione dei computer quantistici del futuro.
