Per anni la comunità scientifica ha guardato ai computer quantistici come a una promessa tanto affascinante quanto lontana. Non era la creazione dei singoli chip a sembrare impossibile, ma la loro capacità di funzionare insieme come un sistema coerente. Mettere in comunicazione più processori quantistici, specie se collocati in criostati separati, significava imbattersi in collegamenti instabili. Oltre che facilmente soggetti a rumore, un limite che molti ritenevano insormontabile. Un nuovo studio dell’Università della California, Riverside, coordinato dal dottorando Mohamed A. Shalby, ribalta in parte tale visione.
Attraverso simulazioni dettagliate, il gruppo ha dimostrato che l’impatto del rumore nei collegamenti tra chip non è così distruttivo come si pensava. Anche quando tali connessioni risultano fino a dieci volte più rumorose dei circuiti interni, i sistemi modulari riescono a mantenere l’affidabilità. Tale risultato è raggiungibile grazie a tecniche avanzate di correzione degli errori. Dunque, se ogni chip mantiene prestazioni elevate, i legami fra di essi, anche se imperfetti, sono sufficienti a costruire macchine più grandi e robuste.
Chip quantistici: ecco come possono superare la presenza del rumore
Negli ultimi anni l’industria quantistica ha spesso misurato i propri progressi in base al numero di qubit dichiarati. Eppure, la quantità non si traduce automaticamente in utilità. Per ottenere un qubit logico, cioè stabile e impiegabile in calcoli complessi, occorre combinare centinaia o addirittura migliaia di qubit fisici. I quali devono essere organizzati secondo schemi ridondanti in grado di correggere errori spontanei. Tra i metodi più promettenti spicca il surface code, che sfrutta proprio tale ridondanza interna per identificare e neutralizzare difetti senza intervento esterno.
È con questo approccio che il team di Riverside ha condotto le proprie simulazioni. Esplorando migliaia di possibili configurazioni modulari. L’obiettivo era misurare fino a che punto i sistemi resistessero all’aumento del rumore e il risultato è stato incoraggiante. La costruzione di computer quantistici su larga scala non deve per forza attendere la maturità definitiva delle tecnologie, ma può cominciare già ora, con gli strumenti disponibili.