Google segnala i progressi su una scorciatoia per la supremazia quantistica

Un computer che utilizza le stranezze della fisica quantistica per lavorare sui dati dovrebbe essere in grado di fare cose ben al di là di qualsiasi macchina in uso oggi. I governi e le grandi aziende tecnologiche hanno speso ingenti somme cercando di dimostrare questa idea. Eppure i computer quantistici a volte sono sembrati una di quelle tecnologie che sono sempre lontane 20 anni.

Recentemente alcuni importanti gruppi di ricerca sono giunti a pensare di poter vedere un percorso per accorciare considerevolmente questo tempo. Ieri Google e i ricercatori dell'Università dei Paesi Baschi a Bilbao, in Spagna, hanno pubblicato risultati che potrebbero portare a una scorciatoia per la tanto attesa prima dimostrazione conclusiva della potenza del calcolo quantistico.

Il nuovo risultato è uno dei primi frutti di un piano che i ricercatori quantistici di Google hanno elaborato quando ho visitato il loro nuovo laboratorio l'anno scorso.

Al centro di questo sforzo c'è la decisione di allontanarsi da un design che finora ha risucchiato la maggior parte dei soldi e degli sforzi del campo. I computer quantistici digitali, come vengono chiamati, sono modellati sul modo in cui funzionano i nostri computer oggi e il design è stato rigorosamente dimostrato dai teorici. Ma richiederebbero molto hardware e software per la correzione degli errori per compensare la delicatezza degli effetti quantistici che usano per lavorare con i dati.

Google, IBM e altri (compresa una startup) stanno ora intensificando il lavoro su un modello alternativo noto come computer quantistici analogici.

Questi progetti funzionano meno come un computer convenzionale e sono meno compresi in teoria. E avrebbero comunque bisogno di un modo per gestire gli errori. Ma l'onere della correzione degli errori dovrebbe essere molto più piccolo. Di conseguenza, dovrebbe essere molto più semplice dimostrare la potenza di un computer quantistico in questo modo.

Il leader del progetto hardware quantistico di Google, il ricercatore veterano John Martinis, mi ha detto l'anno scorso che potrebbero essere necessari solo pochi anni per realizzare un chip abbastanza complesso da farlo. L'articolo del suo gruppo e dei ricercatori dell'Università dei Paesi Baschi pubblicato mercoledì mostra che si stanno facendo progressi.

Il team ha utilizzato l'approccio del calcolo quantistico analogico per programmare un chip quantistico superconduttore per simulare nove atomi che interagiscono magneticamente. Ciò è stato reso possibile attingendo ad alcune delle tecniche di correzione degli errori sviluppate in precedenti lavori sul calcolo quantistico digitale più difficile da scalare.

Il chip utilizzato aveva nove degli elementi costitutivi di base di un computer quantistico, noti come qubit. Ci vorrebbe un computer quantistico analogico con 40 o più per dimostrare ciò che i ricercatori chiamano in modo affascinante supremazia quantistica, il che significa un sistema in grado di dimostrare in modo definitivo cose impossibili per un computer convenzionale. (La startup D-Wave Systems ha dimostrato chip con oltre 1.000 qubit, ma nonostante i risultati promettenti, non è stato dimostrato in modo definitivo che conferiscano i vantaggi di un computer quantistico.)

Google afferma che può scalare fino a quel punto in modo relativamente rapido e altri ricercatori nel campo affermano che è credibile.

Probabilmente ci vorrebbe un po' più di scalabilità per fare un lavoro utile con un computer quantistico analogico. Se e quando Google o qualche altra azienda lo fa, i dispositivi potrebbero essere utilizzati per risolvere seri problemi di chimica nella salute o nell'energia simulando gli atomi a un livello di realismo oggi impossibile.

Google ritiene inoltre che la supremazia quantistica potrebbe far progredire la sua ricerca nella tecnologia di apprendimento automatico e intelligenza artificiale, il che è alla base dell'affermazione del CEO Sundar Pichai secondo cui l'azienda è entrata nella prima era dell'IA.

Hartmut Neven, che guida il lavoro di Google per capire cosa fare con i computer quantistici una volta arrivati, si spera che l'anno scorso mi abbia detto che il potere dell'intelligenza artificiale quantistica potrebbe spazzare via la tecnologia odierna. Prevedo che tra 10 anni non ci sarà nient'altro che l'apprendimento automatico quantistico: non si fa più in modo convenzionale, ha detto.

(Per saperne di più: Natura , The Tiny Startup Racing Google per costruire un chip di calcolo quantistico, Google lancia finalmente un Siri Killer in rotazione lontano dalla ricerca convenzionale, Google afferma di aver dimostrato che il suo controverso computer quantistico funziona davvero, la macchina dei sogni quantistici di Google)

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