I computer quantistici sono estremamente sensibili agli errori causati dagli effetti ambientali. Il rumore elettrico, la radiazione cosmica e il surriscaldamento possono provocare errori durante l’elaborazione delle informazioni. Mentre nei computer classici esistono metodi in grado di rilevare e correggere rapidamente gli errori, i qubit, le unità fondamentali dei computer quantistici, sono molto più fragili. Se gli errori si accumulano prima di essere corretti, il calcolo può fallire.
I ricercatori Lei Du e Tangyou Huang della Chalmers University of Technology in Svezia hanno sviluppato un metodo in grado di eseguire operazioni quantistiche avanzate more than a thousand times faster rispetto al passato. Secondo lo studio teorico pubblicato sulla rivista Physical Review Letters, il metodo potrebbe contribuire allo sviluppo futuro di computer quantistici più affidabili e tolleranti agli errori.
I ricercatori hanno utilizzato l’approccio dei bosonic quantum codes, che codifica le informazioni nei campi a microonde dei circuiti superconduttori invece di conservarle in singoli qubit. Si afferma che questi codici possano offrire una protezione più efficace contro determinati tipi di errore. Tuttavia, nei sistemi di questo tipo, la creazione e il controllo degli stati quantistici desiderati richiedevano tradizionalmente migliaia di cicli di driving ripetuti. Ogni ciclo aggiuntivo costituiva una nuova opportunità perché i fattori esterni compromettessero il calcolo.
Il metodo del team di Chalmers mira a eseguire un’ampia varietà di operazioni sugli stati bosonici in un solo driving cycle, invece che in migliaia di cicli. L’approccio si basa sulle porte quantistiche universali chiamate Quantum lattice gates, sviluppate dallo stesso gruppo di ricerca. Queste porte funzionano come scorciatoie che consentono di completare le operazioni in un solo ciclo, anziché ricorrere a lunghe sequenze di controllo. L’accelerazione e la semplificazione delle operazioni potrebbero ridurre il rischio di deterioramento delle informazioni quantistiche.
La tecnica è stata progettata per essere compatibile con i computer quantistici superconduttori, considerati una soluzione promettente per i computer quantistici su larga scala. Chalmers University of Technology sta sviluppando, con questa tecnologia, un computer quantistico da 100 qubit. I ricercatori hanno riferito che il metodo può essere applicato alle attuali piattaforme di circuiti quantistici superconduttori e che hanno discusso possibili applicazioni sperimentali con i colleghi di Chalmers.
Gli autori dello studio intitolato “Single-Period Floquet Control of Bosonic Codes with Quantum Lattice Gates” sono Tangyou Huang, Lei Du e Lingzhen Guo. I ricercatori sono affiliati a Chalmers University of Technology in Svezia e Tianjin University in Cina. Lo studio è stato finanziato da NSFC, WACQT e Knut and Alice Wallenberg Foundation.
Perché è importante
L’importanza dello studio risiede nel fatto che, nella correzione degli errori quantistici, non si concentra soltanto sulla resilienza dei codici, ma anche sul numero ridotto di passaggi di controllo necessari per operarli. La riduzione della durata dei processi di controllo offre un approccio che potrebbe lasciare meno opportunità agli effetti ambientali di produrre conseguenze perturbative durante il calcolo. Per questo motivo, la proposta ha una rilevanza tecnica diretta soprattutto per i gruppi di ricerca che lavorano sui circuiti superconduttori e puntano a sviluppare computer quantistici scalabili. Tuttavia, in questa fase i risultati sono limitati a un metodo teorico; non è ancora chiaro se il metodo possa essere applicato sperimentalmente ai circuiti esistenti e in quale misura possa contribuire al funzionamento con tolleranza agli errori. Il fatto che i ricercatori di Chalmers abbiano discusso possibili applicazioni sperimentali mostra che queste domande costituiranno la fase successiva di valutazione dello studio.
Contesto
Scientists non è un nome nuovo nell’archivio di FikirPilot: negli ultimi 90 giorni abbiamo pubblicato una notizia in cui compariva questo nome; quell’articolo è datato 12 settembre 2026.
Termine: computer quantistico
Un computer quantistico elabora le informazioni con unità in grado di rappresentarle non solo come 0 e 1, ma anche in stati intermedi; le macchine odierne vengono utilizzate per problemi ristretti e sperimentali.