Progresso nel Calcolo Quantistico su Larga Scala
I ricercatori del Dipartimento di Fisica dell’Università di Oxford hanno compiuto un significativo progresso nel calcolo quantistico su larga scala. Hanno dimostrato la possibilità di collegare processori quantistici separati in un sistema completamente integrato. Questa innovazione affronta una delle sfide più ardue della scalabilità nel calcolo quantistico, consentendo a dispositivi quantistici di dimensioni ridotte di collaborare tra loro.
Utilizzando collegamenti fotonici, il team ha realizzato la teletrasportazione quantistica di porte logiche tra i moduli, creando un sistema “cablate” simile ai supercomputer tradizionali. Questo approccio distribuito offre una flessibilità senza precedenti, rendendo il sistema facilmente aggiornabile.
Il Primo Computer Quantistico Distribuito
In un passo cruciale verso l’applicazione pratica del calcolo quantistico, gli scienziati di Oxford hanno realizzato un sistema di calcolo quantistico distribuito. Collegando due processori quantistici attraverso un’interfaccia di rete fotonica, hanno creato un computer quantistico integrato, capace di affrontare problemi complessi.
I risultati di questa ricerca, pubblicati su Nature, segnano un momento storico nel campo del calcolo quantistico. La scalabilità è una delle principali difficoltà nel calcolo quantistico. Un computer quantistico dovrebbe gestire milioni di qubit, ma concentrare un numero così elevato in un’unica macchina risulta impraticabile.
- Interconnessione di processori quantistici più piccoli
- Condivisione del carico computazionale attraverso una rete
- Soluzione altamente scalabile e promettente
Collegamenti Fotonici: La Chiave per l’Espansione
L’architettura scalabile sviluppata dai ricercatori si basa su moduli contenenti un numero limitato di qubit a ioni intrappolati. Questi moduli sono interconnessi tramite fibre ottiche e utilizzano la luce per la trasmissione dei dati. Grazie a questi collegamenti fotonici, i qubit possono essere intrecciati, consentendo l’esecuzione di logica quantistica tra i moduli.
Questa ricerca rappresenta la prima evidenza della teletrasportazione di porte logiche attraverso una rete. I ricercatori sostengono che questa scoperta potrebbe gettare le basi per un futuro “internet quantistico“, in cui processori distanti possano formare una rete ultra-sicura.
Un Approccio Simile ai Supercomputer
Il sistema sviluppato è simile a quello dei supercomputer tradizionali, composti da computer più piccoli interconnessi. Questa strategia supera gli ostacoli ingegneristici legati all’imballaggio di un numero crescente di qubit in un unico dispositivo.
Collegando i moduli tramite collegamenti fotonici, il sistema guadagna flessibilità, consentendo aggiornamenti senza interrompere l’architettura. I ricercatori hanno dimostrato l’efficacia di questo metodo eseguendo l’algoritmo di ricerca di Grover, evidenziando come un approccio distribuito possa ampliare le capacità quantistiche.
Note Importanti sul Fenomeno Quantistico
L’intreccio quantistico consente a particelle di condividere informazioni senza trasferimento fisico. La teletrasportazione quantistica si riferisce al trasferimento di informazioni su lunghe distanze in modo quasi istantaneo.
Il Dipartimento di Fisica dell’Università di Oxford è riconosciuto per la sua leadership nella ricerca quantistica. Il finanziamento principale per questa ricerca è stato fornito da UKRI EPSRC, attraverso il UK Quantum Computing and Simulation Hub.
