I processori quantistici basati sul silicio hanno fatto un salto quantico

I processori quantistici basati sul silicio hanno fatto un salto quantico
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I risultati pubblicati sulla rivista Nature, da parte di tre distinti team di ricercatori, hanno evidenziato come la precisione del calcolo quantistico basato sul silicio abbia raggiunto una soglia di errore inferiore al 99%.

La computazione quantistica, che si basa sull’affascinante fenomeno dell’entanglement, codifica le informazioni sotto forma di qubit, o bit quantistici, che diversamente dai bit tradizionali possono assumere contemporaneamente lo stato di 0 e 1. Il mantenimento della sovrapposizione dei qubit consente ai computer quantistici di risolvere complessi problemi matematici eseguendo calcoli basati sulla probabilità dello stato di un oggetto prima che venga misurato. Per sua stessa natura questo processo risulta estremamente “fragile” e soggetto ad errori.

A tal proposito, i risultati del primo gruppo di ricerca australiano, guidato dal fisico Andrea Morello, e basati su microchip a tre qubit, hanno evidenziato come l’introduzione di un elettrone nel loro impianto basato su ioni di silicio abbia diminuito drasticamente la soglia di errore al 99,95%. “Se hai due nuclei collegati allo stesso elettrone, puoi fargli eseguire un'operazione quantistica", ha affermato il fisico Mateusz Mądzik dell'UNSW. "Anche se non gestisci l'elettrone, quei nuclei memorizzano in modo sicuro le loro informazioni quantistiche. Ma ora abbiamo la possibilità di farli comunicare tra loro tramite l'elettrone, per realizzare operazioni quantistiche universali che possono essere adattate a qualunque problema computazionale".

Diversamente, le altre due squadre hanno creato punti quantici di silicio e lega di silicio-germanio e installato un gate qubit a due elettroni; cioè un circuito di più qubit. Quindi, hanno modificato la tensione applicata ai rispettivi sistemi, utilizzando un protocollo chiamato "gate set tomography" per caratterizzare i loro impianti e raggiungere entrambe una marginalità di errore inferiore al 99%. "Il risultato presentato rende i qubit di spin, per la prima volta, competitivi rispetto ai circuiti superconduttori in termini di prestazioni di controllo quantistico universale", ha affermato il responsabile del team dei paesi bassi Seigo Tarucha. "Questo studio dimostra che i computer quantistici al silicio sono candidati promettenti, insieme alla superconduttività, per la ricerca e lo sviluppo verso la realizzazione di computer quantistici su larga scala".

Il raggiungimento di tale obbiettivo, insieme al sensore per individuare i difetti dei computer quantistici, potrà promuovere lo sviluppo di nuovi protocolli per la correzione e la gestione degli errori di calcolo quantico.

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