Google rivoluziona l’informatica quantistica con il chip “Willow”
In un annuncio che potrebbe trasformare il futuro dell’informatica, Google ha presentato il suo nuovo chip per l’informatica quantistica, denominato “Willow“. Questo processore all’avanguardia rappresenta un progresso straordinario nel campo dell’informatica quantistica, raggiungendo risultati che si pensava sarebbero stati raggiunti solo tra decenni
Willow è un processore quantistico da 105 qubit, capace di risolvere in soli cinque minuti un problema che ai supercomputer più avanzati richiederebbe ben 10 settilioni di anni. Questa prestazione eccezionale mette in evidenza il potenziale dell’informatica quantistica, che sfrutta i principi della meccanica quantistica per effettuare calcoli ben oltre le possibilità dei computer tradizionali.
Riduzione degli errori e sviluppo sostenibile
Uno degli aspetti più significativi di Willow è la sua capacità di ridurre esponenzialmente gli errori all’aumentare del numero di qubit. Questa innovazione, nota come “sotto soglia”, è stata proposta per la prima volta dall’informatico Peter Shor nel 1995 ed è stata una delle principali sfide nello sviluppo di computer quantistici pratici. Raggiungere questo traguardo rende possibile la creazione di sistemi quantistici scalabili e affidabili.
La tecnologia di Willow si basa su qubit logici, che sono codificati tramite un reticolo di qubit fisici. Questo metodo assicura che, anche in caso di fallimento di singoli qubit, il sistema possa continuare a funzionare grazie alla distribuzione dei dati sui qubit logici. I ricercatori di Google hanno migliorato i protocolli di calibrazione, potenziato le tecniche di apprendimento automatico per la rilevazione degli errori e perfezionato i metodi di fabbricazione. Questi progressi hanno aumentato il tempo di coerenza dei qubit e ridotto i tassi di errore di un fattore due.
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Le capacità di correzione degli errori di Willow hanno implicazioni enormi. I computer quantistici hanno storicamente affrontato tassi di errore elevati, con uno su 1.000 qubit che fallisce senza correzione. In confronto, i computer classici hanno un tasso di errore di uno su un miliardo di miliardi di bit. La capacità di Willow di ridurre gli errori in modo esponenziale rappresenta un cambiamento cruciale, affrontando una delle barriere principali alla costruzione di computer quantistici su larga scala.
“Quello che siamo stati in grado di realizzare nella correzione degli errori quantistici è una pietra miliare molto importante per la comunità scientifica e per il futuro dell’informatica quantistica”, ha dichiarato Julian Kelly, direttore dell’hardware quantistico di Google Quantum AI, in un’intervista a Live Science
Il risultato di Google non è solo un trionfo tecnico, ma anche una pietra miliare scientifica. Il team di intelligenza artificiale quantistica dell’azienda, guidato da Hartmut Neven, ha pubblicato i risultati sulla rivista Nature, dimostrando come Willow superi i computer classici in un benchmark del campionamento casuale a circuito (RCS), un test fondamentale per valutare le prestazioni dei processori quantistici.
Prospettive future
Sebbene le prestazioni di Willow siano impressionanti, l’obiettivo finale è sviluppare computer quantistici in grado di risolvere problemi reali. Google prevede applicazioni che vanno dalla scoperta di farmaci alla progettazione di batterie, dalla fusione nucleare all’ottimizzazione della logistica. Questi compiti, attualmente impossibili per i computer classici, potrebbero essere rivoluzionati grazie a processori quantistici capaci di gestire simulazioni e calcoli complessi.
Tuttavia, il percorso verso l’informatica quantistica pratica è ancora lungo. Willow rimane un dispositivo sperimentale e gli esperti avvertono che un computer quantistico completamente operativo e scalabile potrebbe richiedere anni. Anche se il tasso di errore è stato ridotto, deve ulteriormente diminuire affinché i computer quantistici diventino commercialmente validi.
Competizione globale nel calcolo quantistico
I progressi di Google arrivano in un momento cruciale, poiché il calcolo quantistico sta diventando una priorità a livello globale. Paesi come il Regno Unito hanno avviato centri nazionali dedicati, mentre aziende e istituti di ricerca in tutto il mondo stanno investendo miliardi nel settore. Approcci concorrenti, come i qubit a ioni intrappolati sviluppati da università britanniche e giapponesi, continuano a fare passi avanti, evidenziando la diversità delle strategie nella corsa per sbloccare il potenziale quantistico.
In conclusione, Willow rappresenta una pietra miliare significativa nel campo dell’informatica quantistica, stabilendo nuovi standard per la correzione degli errori e le prestazioni. La prossima sfida per Google sarà dimostrare calcoli pratici e rilevanti a livello commerciale, andando oltre i benchmark per applicazioni nel mondo reale.
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