Computer Quantistici: le due tecnologie

Negli ultimi dieci anni l'informatica quantistica da esercizio accademico è diventato un business commerciale. Due sono le tecnologie sviluppate allo scopo di ottenere computer quantistici sempre più performanti

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Computer Quantistici: le due tecnologie
Computer Quantistici: le due tecnologie

La realizzazione dei computer quantistici ha utilizzato a lungo la tecnica dei minuscoli circuiti superconduttori adottati da IBM e Intel.

Negli ultimi anni, però, si è sviluppata una tecnologia alternativa che utilizza ioni intrappolati nei campi elettrici. La società Honeywell all’inizio del 2020 ha lanciato il primo computer che ha utilizzato questa tecnologia come base dei suoi bit quantistici o qubit, un progetto che ha sviluppato in silenzio per oltre un decennio.

Poco dopo, IonQ, società spin-out dell’Università del Maryland, ha annunciato una macchina a ioni intrappolati, ma non ha pubblicato i dettagli delle sue prestazioni
E anche le piccole imprese spin-out, come la Universal Quantum con sede nel Regno Unito e la Alpine Quantum Technology a Innsbruck, in Austria, stanno cercando investimenti per progetti basati sulla tecnologia agli ioni intrappolati.

I computer quantistici a ioni intrappolati non rappresentano nulla di nuovo poiché costituivano la base dei qubit nel primo circuito quantistico di base nel 1995, molto prima che qualcuno usasse i loop superconduttori.

Ma solo adesso gli sforzi per costruire macchine competitive a livello commerciale stanno raggiungendo i loro scopi” ha spiegato Daniel Slichter, fisico quantistico presso il National Institute of Standards and Technology (NIST) a Boulder, in Colorado.

L’informatica quantistica è ancora agli inizi sebbene varie aziende stiano lottando per affermare che il loro computer quantistico è il più avanzato.



Differenze tra computer classici e quelli quantistici

I computer classici memorizzano le loro informazioni come 1 e 0, ma i qubit esistono in una delicata sovrapposizione di 1 e 0. Attraverso il fenomeno quantistico dell‘entanglement, gli stati dei qubit possono intrecciarsi e l’interferenza dei loro stati quantistici simili a onde dovrebbe consentire a un computer quantistico di eseguire alcuni calcoli complessi esponenzialmente più velocemente di quanto possano fare le migliori macchine classiche. Ciò include la ricerca dei fattori dei numeri primi.

Limiti dei computer quantistici

Una macchina in grado di mantenere la promessa originale del calcolo quantistico, ad esempio violare la crittografia convenzionale, richiederebbe milioni di qubit controllabili individualmente. Le dimensioni, però, non sono l’unico problema: la qualità dei qubit e il modo in cui si collegano tra loro sono altrettanto importanti.

La frequenza degli errori nei qubit delicati e nel loro funzionamento, causati dal rumore, tende ad aumentare man mano che ne vengono collegati di più. Affinché milioni di qubit possano essere calcolati insieme, ognuno deve lavorare con tassi di errore sufficientemente bassi da poter essere rilevati e corretti in un processo noto come correzione degli errori, un risultato che è ancora lontano.

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