Il computer quantistico batte il record con oltre 1.000 qubit.

Negli Stati Uniti, Atom Computing ha creato il primo computer quantistico con 1.180 qubit, che potrebbe migliorare la precisione della macchina.

Il più grande computer quantistico è stato costruito da Atom Computing. Foto: Atom Computing — Il più grande computer quantistico è stato costruito da Atom Computing. Foto: *Atom Computing*

Il primo computer quantistico al mondo ha più del doppio dei bit quantistici (qubit) rispetto al precedente detentore del record mondiale, il computer Osprey di IBM (433 qubit). Sebbene un maggior numero di qubit non si traduca necessariamente in prestazioni migliori, un numero elevato di qubit è essenziale per i futuri computer quantistici privi di errori, a differenza delle rumorose macchine di ricerca odierne. I computer quantistici più grandi, come quelli di IBM e Google, utilizzano circuiti superconduttori raffreddati a temperature estremamente basse. Ma la macchina da record della startup californiana Atom Computing vanta 1.180 qubit, utilizzando atomi neutri mantenuti in posizione da laser in una rete bidimensionale, come riportato da New Scientist il 24 ottobre.

Secondo Rob Hays, CEO di Atom Computing, uno dei vantaggi di questo design è la facilità con cui il sistema può essere scalato e si possono aggiungere altri qubit alla rete. Qualsiasi futuro computer quantistico utile e privo di errori (una caratteristica nota come tolleranza ai guasti) avrà bisogno di almeno decine di migliaia di qubit di correzione degli errori che operino in parallelo con i qubit di programmazione.

"Se ci limitiamo ad aumentare il numero di qubit a poche decine, come avviene nella maggior parte dei sistemi superconduttori e a intrappolamento ionico attualmente in uso, ci vorrà moltissimo tempo per raggiungere l'era delle macchine tolleranti ai guasti. Con l'approccio basato sugli atomi neutri, possiamo raggiungere questo traguardo molto più rapidamente", ha spiegato Hays. Secondo lui, il team di ricerca sull'Atom Computing punta ad aumentare il numero di qubit nella macchina di circa dieci volte ogni due anni.

A differenza dei bit dei computer convenzionali, che hanno un valore di 1 o 0, i qubit sono più diversificati e possiedono una gamma di caratteristiche differenti a seconda di come vengono creati. Gli atomi neutri sono più adatti all'entanglement quantistico, uno strano effetto quantistico in cui due qubit sono accoppiati e possono influenzarsi a vicenda anche a grandi distanze. Sono anche più stabili. I qubit nei computer di Atom Computing impediscono il collasso degli stati quantistici, garantendo così la tolleranza ai guasti, per quasi un minuto. In confronto, il computer Osprey di IBM ha tempi di accoppiamento dei qubit di soli 70-80 microsecondi.

Il lungo tempo di legame deriva dall'atomo di itterbio che Hays e colleghi hanno utilizzato come qubit. La maggior parte delle macchine a neutroni atomici utilizza gli elettroni dell'atomo come elementi quantistici per eseguire i calcoli, ma questi sono facilmente influenzati dai potenti laser utilizzati per fissarli. Con l'itterbio, i ricercatori possono utilizzare una proprietà quantistica del nucleo atomico chiamata spin (il momento angolare intrinseco della particella), che è meno suscettibile al disordine. Secondo il ricercatore Ben Bloom di Atom Computing, il nucleo non interagisce con l'ambiente esterno con la stessa intensità dell'elettrone.

Poiché i qubit presentano caratteristiche molto diverse, è difficile confrontarli tra macchine differenti. Tuttavia, Bloom afferma che la macchina di Atom Computing ha capacità di elaborazione paragonabili a quelle del computer IBM. Il team di ricerca spera di poter fornire il computer ai clienti il prossimo anno per applicazioni di cloud computing.

An Khang (secondo New Scientist )

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