I computer quantistici sono senz’altro al centro dell’evoluzione tecnologica, e ieri c’è stata una svolta molto importante nel loro sviluppo: è stato infatti possibile dimostrare il primo metodo di tolleranza agli errori utilizzando tre qubit logicamente codificati sul computer quantistico Quantinuum H1.
Si tratta in altre parole di rendere realtà il Threshold Theorem, il che significa creare un computer quantistico che possa funzionare a lungo ed eseguire operazioni complesse senza che i risultati diventino inutilizzabili a causa del rumore.
Il teorema della soglia afferma che un computer quantistico con un tasso di errore fisico inferiore a una certa soglia può, attraverso l'applicazione di schemi di correzione degli errori quantistici, sopprimere il tasso di errore logico a livelli arbitrariamente bassi.
Questo dimostra che i computer quantistici possono essere resi tolleranti ai guasti, in analogia al teorema della soglia di von Neumann per il calcolo classico. (Wikipedia)
Anche se la maggior parte di noi considera un computer come una macchina che “non sbaglia mai” in verità si tratta più che altro di gestire gli errori - spesso moltissimi - riuscendo comunque ad assicurare il risultato corretto. È il concetto di tolleranza ai guasti, comune in ingegneria.
Il “problema” dei computer quantistici (uno dei problemi in effetti) è proprio che finora la gestione degli errori è stata una sfida molto complessa - il che è del tutto comprensibile visto che stiamo parlando di calcolo probabilistico. Computer quantistici fault tolerant potrebbero diventare la chiave di volta per eseguire simulazioni scientifiche, migliorare la sicurezza informatica o ancora supportare il prossimo passo evolutivo dell’intelligenza artificiale.
Già oggi, in effetti, il calcolo quantistico ha dimostrato il suo incredibile potenziale, ma con la dimostrazione di Quantinuum H1 la prossima svolta potrebbe essere molto più vicina; anche perché non è certo l’unico gruppo (o azienda privata) che lavora al tema della tolleranza ai guasti.
“Eseguendo un'addizione a un bit utilizzando il più piccolo circuito a tolleranza di errore conosciuto, il team ha ottenuto un tasso di errore inferiore di quasi un ordine di grandezza, pari a ~1,1x10-3 rispetto a ~9,5x10-3 per il circuito non codificato”, spiegano le note ufficiali.
“L'architettura a trappola ionica della nostra Serie H offre i più bassi tassi di errore fisico”, ha dichiarato Ilyas Khan, Chief Product Officer e fondatore di Quantinuum.
“Questo risultato dimostra che l'hardware reale è ora in grado di far funzionare insieme tutti gli elementi essenziali dell'informatica quantistica a tolleranza di errore - preparazione degli stati, porte Clifford, porte non Clifford e misurazioni logiche", aggiunge Ben Criger, Senior Research Scientist di Quantinuum e ricercatore principale di questo studio.