Un’importante innovazione nel campo dell’informatica quantistica promette di ridurre gli errori nei computer quantistici, grazie a una tecnologia ispirata al celebre paradosso del gatto di Schrödinger. La nuova soluzione, che utilizza i cosiddetti ‘qubit gatto’, è stata presentata sulla rivista Nature in una ricerca guidata da Harald Putterman del Centro di quantum computing di Amazon Web Services (Aws). Questo approccio ha portato alla creazione di Ocelot, un chip progettato per migliorare l’affidabilità dei calcoli quantistici.
Un nuovo metodo per ridurre gli errori nei computer quantistici
Uno dei principali ostacoli nello sviluppo dei computer quantistici è la gestione degli errori, ossia delle fluttuazioni che possono causare la perdita di informazioni nei qubit, le unità fondamentali di elaborazione in questi sistemi. Secondo Francesco Saverio Cataliotti, dell’Istituto nazionale di ottica del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) e docente all’Università di Firenze, esistono due principali categorie di errori nei qubit: errori nella grandezza del segnale e errori nella grafia del segnale stesso.
L’idea alla base del chip Ocelot è eliminare una di queste due categorie di errori, riducendo così la complessità della correzione degli errori residui. Tuttavia, eliminare una tipologia di errore porta inevitabilmente a un aumento dell’altra. Nonostante ciò, i ricercatori di Aws ritengono che gestire un solo tipo di problema possa semplificare notevolmente l’intero processo di correzione.
Il ruolo dei ‘qubit gatto’ e il legame con il paradosso di Schrödinger
I ‘qubit gatto’ prendono il nome dalla loro capacità di mantenere stabilità grazie alla sovrapposizione di due stati opposti, un fenomeno tipico del mondo quantistico. Questo principio si rifà al celebre esperimento mentale del gatto di Schrödinger, in cui un gatto può trovarsi simultaneamente in due stati diversi, vivo e morto, fino a quando non viene osservato.
Secondo Cataliotti, i qubit gatto sono già noti da tempo nella ricerca quantistica, ma il nuovo studio suggerisce una modalità più efficace per migliorarne la stabilità e facilitare l’applicazione di tecniche avanzate di correzione degli errori.
Ocelot: un passo avanti verso computer quantistici pratici e affidabili
L’articolo pubblicato su Nature ha anticipato il lancio del chip Ocelot, considerato un’importante evoluzione nella progettazione dell’hardware quantistico. Oskar Painter, direttore di Quantum Hardware di Aws, ha sottolineato che i recenti progressi nella ricerca quantistica indicano che la realizzazione di computer quantistici affidabili e privi di errori non è più una questione di “se”, ma di “quando”.
Attualmente, i computer quantistici operano con poche decine o centinaia di qubit, ma l’obiettivo a lungo termine è raggiungere una scala di milioni di qubit. Per ottenere questo risultato, non è sufficiente aumentare semplicemente le dimensioni dei chip, ma è necessario ripensare l’intero design dei computer quantistici.
Un approccio alternativo rispetto a IBM
La strategia seguita da Aws con Ocelot è differente rispetto a quella di altre aziende come IBM, che punta su qubit superconduttori di diversa natura. Mentre IBM si concentra su miglioramenti progressivi delle architetture esistenti, Aws ha sviluppato Ocelot integrando la correzione degli errori quantistici fin dalla fase di progettazione iniziale.
Secondo le stime di Aws, questo approccio potrebbe ridurre i costi di un quinto rispetto alle strategie tradizionali e accelerare il percorso verso lo sviluppo di computer quantistici realmente affidabili e praticabili per applicazioni concrete nel mondo reale.
