Il Futuro del Quantum Computing: La Piattaforma Innovativa di Harvard
Il mondo del quantum computing ha recentemente assistito a un progresso significativo grazie alla nuova piattaforma sviluppata da Harvard, che si distingue per la sua capacità di riconfigurazione dinamica e per i bassi tassi di errore nei gate di entanglement a due qubit. Questo sviluppo, descritto in un articolo pubblicato su Nature, rappresenta un passo avanti fondamentale nella sfida della correzione degli errori quantistici, posizionando la tecnologia di Harvard al fianco di altri metodi all’avanguardia nel campo del quantum computing. Il lavoro, frutto di una collaborazione con il MIT e altri, segna un passo cruciale verso il computing quantistico scalabile e corretto dagli errori.
La Piattaforma Unica di Harvard
La Configurazione Dinamica dei Qubit
La piattaforma di Harvard, frutto di anni di ricerca, si basa su un array di atomi di rubidio estremamente freddi e intrappolati da laser. Ogni atomo funge da bit, o “qubit” nel linguaggio del quantum, capace di eseguire calcoli estremamente veloci. La principale innovazione del team è stata quella di configurare il loro “array di atomi neutri” in modo da poter cambiare dinamicamente la disposizione degli atomi, connettendoli – o “intrecciandoli”, come si dice in fisica – durante il calcolo. Le operazioni che intrecciano coppie di atomi, chiamate gate logici a due qubit, sono unità di potenza di calcolo.
La Riduzione degli Errori
Il funzionamento di un algoritmo complesso su un computer quantistico richiede molti gate. Tuttavia, queste operazioni di gate sono notoriamente soggette a errori e un accumulo di errori rende l’algoritmo inutile. Nel nuovo articolo, il team riporta prestazioni quasi perfette dei suoi gate di entanglement a due qubit con tassi di errore estremamente bassi. Per la prima volta, hanno dimostrato la capacità di intrecciare atomi con tassi di errore inferiori allo 0,5 percento. In termini di qualità operativa, ciò pone le prestazioni della loro tecnologia allo stesso livello di altre piattaforme di computing quantistico leader, come i qubit superconduttori e i qubit intrappolati.
Vantaggi e Potenziale Futuro
Superiorità rispetto ai Concorrenti
L’approccio di Harvard presenta vantaggi significativi rispetto ai concorrenti grazie alle sue grandi dimensioni di sistema, al controllo efficiente dei qubit e alla capacità di riconfigurare dinamicamente la disposizione degli atomi. “Abbiamo stabilito che questa piattaforma ha errori fisici abbastanza bassi da poter effettivamente prevedere dispositivi su larga scala corretti dagli errori basati su atomi neutri”, ha affermato Simon Evered, autore principale dello studio e studente presso la Harvard Griffin Graduate School of Arts and Sciences nel gruppo di Lukin. “I nostri tassi di errore sono ora così bassi che, se raggruppassimo gli atomi in qubit logici - dove le informazioni sono memorizzate in modo non locale tra gli atomi costituenti – questi qubit logici corretti dagli errori quantistici potrebbero avere errori ancora più bassi rispetto agli atomi individuali.”
Un Futuro Eccitante per il Quantum Computing
I progressi del team di Harvard sono stati riportati nella stessa edizione di Nature insieme ad altre innovazioni guidate da ex studenti e ricercatori post-dottorato di Harvard. Prese insieme, queste avanzate gettano le basi per algoritmi corretti dagli errori quantistici e per il computing quantistico su larga scala. Tutto ciò significa che il computing quantistico su array di atomi neutri sta mostrando tutta la portata della sua promessa. “Questi contributi aprono la porta a opportunità molto speciali nel computing quantistico scalabile e a un periodo davvero eccitante per l’intero campo in avanti”, ha detto Lukin.
La ricerca è stata supportata dal Quantum Systems Accelerator Center del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, dal Center for Ultracold Atoms, dalla National Science Foundation, dall’Army Research Office Multidisciplinary University Research Initiative e dal programma DARPA Optimization with Noisy Intermediate-Scale Quantum Devices.
