I ricercatori hanno appena compiuto un grande passo verso la fattibilità dell’elaborazione quantistica



I computer quantistici hanno il potenziale per eseguire cerchi attorno ai computer convenzionali eseguendo calcoli e simulazioni incredibilmente complessi in una frazione del tempo. Ma c’è un problema. Bene, ce ne sono molti, in realtà, ma uno dei maggiori ostacoli è che i computer quantistici devono essere incredibilmente freddi per funzionare. Forse non per molto, però: due team di ricerca separati hanno annunciato ciascuno traguardi che potrebbero potenzialmente ridurre i costi di raffreddamento da pochi milioni a poche migliaia di dollari.

Come riportato di IEEE Spectrum, entrambi i team hanno presentato le loro scoperte a Natura, dove i documenti di ricerca siedono dietro un paywall. È stato coinvolto il direttore del computing quantistico di Jim Jim Clarke uno dei giornali, che descrive la ricerca condotta da Menno Veldhorst dell’Università di Tecnologia di Delft. L’altro documento proviene dai ricercatori dell’Università del Nuovo Galles del Sud guidati da Andrew Dzurak e Henry Yang. Entrambi i team sono riusciti a eseguire operazioni quantistiche a oltre 1 Kelvin. Questo è un po ‘più di -457,87 Fahrenheit o -272,15 Celsius, che è piuttosto freddo, ma come impareremo, è più caldo del normale per il calcolo quantistico.

Per capire perché questo è importante, parliamo di qubit o bit quantici. Nei computer classici che usiamo oggi, i bit binari operano in due stati: spento e acceso, rappresentato da uno 0 o 1. Anche i Qubit lo fanno, ma possono anche operare contemporaneamente in entrambi gli stati, che è noto come sovrapposizione . Come Cablata recentemente spiegato, è più facile capirlo usando l’analogia di un lancio della moneta. Un bit binario può essere sia testa che croce, così come un qubit. Ma un qubit può anche essere in una sovrapposizione, che è come girare la moneta in modo che abbia una possibilità di atterrare su entrambi i lati. Fino a quando smette di girare, sono in gioco sia la testa che le code.

È un po ‘più complicato di così (IEEE ha di più sugli aspetti specifici), ma tenendo conto dell’incertezza, i qubit consentono calcoli molto più complessi. I vantaggi sono enormi, dai potenziali progressi dell’intelligenza artificiale allo sviluppo di nuovi tipi di medicinali e previsioni meteorologiche più accurate. (E rendendo i giochi più complessi, ovviamente.)

Ora ecco il problema: Qubits richiede una tonnellata di raffreddamento. Come spiega Intel in un comunicato stampa, i qubit in genere non funzionano a meno che non lo siano quasi il più freddo possibile per qualcosa. Questo è noto come “zero assoluto”, che è definito come 0 Kelvin o -273 gradi Celsius. Ottenere operazioni quantistiche da lì fino a 1 Kelvin potrebbe non sembrare un grande passo, ma secondo i ricercatori, apre nuove possibilità e può ridurre drasticamente i costi di raffreddamento.

“Questa ricerca rappresenta un significativo progresso nella nostra ricerca sui qubit di spin di silicio, che riteniamo promettenti candidati per alimentare sistemi quantici su scala commerciale, data la loro somiglianza con i transistor che Intel produce da oltre 50 anni”, ha affermato Clarke. “La nostra dimostrazione di hot qubit in grado di operare a temperature più elevate mantenendo alta fedeltà apre la strada per consentire una varietà di opzioni di controllo dei qubit locali senza influire sulle prestazioni dei qubit.”

Dzurak lo mise in termini ancora più pratici, dicendo che mantenere 1,5 Kelvin “può essere ottenuto usando solo poche migliaia di dollari di refrigerazione, piuttosto che i milioni di dollari necessari per raffreddare i chip a 0,1 Kelvin”.

Queste scoperte consentono ai qubit di funzionare 11-15 volte più caldi di quanto non sia stato richiesto fino ad ora. Ci vuole ancora una grande quantità di raffreddamento, ma è molto più finanziariamente fattibile ed è un passo verso l’utilizzo di più qubit insieme.

Ciò non significa che il tuo prossimo PC da gioco sarà un computer quantistico. Clarke ha affermato che questa svolta “rafforza” la linea temporale esistente per l’informatica quantistica, che secondo lui inizierà a influenzare la nostra vita entro otto-dieci anni.

Grazie, Spettro IEEE e Phys.org

Escorte galati

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