In questo articolo Indice dei contenuti 2 sezioni
Un calcolo che i migliori metodi classici non riuscirebbero a riprodurre in tempi ragionevoli è stato portato a termine in circa quindici minuti da un computer quantistico IBM, e questa volta il risultato arriva accompagnato da qualcosa che nel settore mancava quasi sempre: una prova statistica che il numero uscito dalla macchina sia affidabile. L’annuncio arriva da IBM insieme ai ricercatori dell’Università di Chicago, e ruota attorno a 70 qubit logici, cioè qubit codificati con una strategia di correzione degli errori pensata per proteggere l’informazione quantistica dal rumore.
Il lavoro è descritto in un articolo intitolato “Sampling hard circuits with verifiably high fidelity”, pubblicato su arXiv il 28 luglio 2026. I circuiti utilizzati e i risultati sperimentali sono stati resi pubblici attraverso il Quantum Advantage Tracker, quindi chiunque voglia metterci il naso può farlo. Secondo IBM si tratta di una delle più ampie dimostrazioni di calcolo quantistico logico mai riportate.
Il problema di fidarsi di un risultato quantistico
Per anni il termine di paragone usato in questo campo è stato il random circuit sampling, abbreviato in RCS. Detto in modo semplice, si chiede alla macchina quantistica di generare schemi di dati talmente intricati che un computer tradizionale non riesce a riprodurli in modo efficiente. Ottimo per misurare dove si ferma la simulazione classica, meno ottimo per un dettaglio non piccolo: quando il calcolo diventa troppo difficile da replicare, verificare che la risposta sia corretta diventa a sua volta un’impresa. A un certo punto il controllo è praticamente impossibile, a meno di accettare ipotesi molto forti su come si comporta la macchina al suo interno.
Il gruppo di IBM e dell’Università di Chicago ha aggirato l’ostacolo costruendo un’alternativa più strutturata all’RCS. I ricercatori hanno mostrato che il loro metodo conserva le stesse caratteristiche di difficoltà computazionale, quindi il problema resta durissimo per i computer classici, ma la struttura aggiuntiva permette di individuare gli errori mentre il calcolo è in corso.
“La verifica resta una delle sfide più grandi per stabilire con fermezza il vantaggio quantistico sperimentale”, ha spiegato Bill Fefferman, professore associato all’Università di Chicago. “Questo esperimento sviluppa tecniche per caratterizzare meglio la fedeltà di stati quantistici difficili in presenza di rumore, aumentando la fiducia che il computer quantistico stia risolvendo un problema computazionalmente difficile.” Soumik Ghosh, dottorando nel gruppo di Fefferman, ha aggiunto che oltre a rafforzare la validazione sperimentale, i progressi nella verifica potrebbero aprire la strada ad applicazioni pratiche per la prossima generazione di macchine quantistiche.
Numeri, tempi e cosa dice IBM
L’esperimento include anche una delle più grandi dimostrazioni conosciute di correzione degli errori quantistici. I 70 qubit logici, a differenza dei qubit fisici presi singolarmente, sono codificati proprio per resistere a errori e disturbi. Con quelli il team ha eseguito 2.415 operazioni logiche a due qubit e 468 “T gate” logici, due indicatori che raccontano quanto sia complesso il circuito.
Il vantaggio della codifica si vede nei tassi di errore: quelli logici effettivi sono risultati 10 volte più bassi di quelli fisici sottostanti, il che ha permesso al circuito di mantenere una fedeltà insolitamente alta pur macinando un numero elevato di operazioni. “Siamo ormai entrati con decisione nell’era del vantaggio quantistico”, ha dichiarato Jay Gambetta, direttore di IBM Research e IBM Fellow. “Abbiamo dimostrato un calcolo quantistico fuori dalla portata pratica dei computer classici, stabilendo con affidabilità statistica un limite inferiore su quanto fedelmente è stato eseguito. Questo traguardo dà a scienziati, sviluppatori e imprese una nuova base per fidarsi dei computer quantistici man mano che affrontano problemi molto più grandi di quelli che possiamo gestire in modo classico.”
I ricercatori hanno rilevato che molti dei principali metodi di simulazione classica si scontrerebbero con tempi di esecuzione proibitivi davanti allo stesso compito. La macchina di IBM, per confronto, ha chiuso la partita in circa 15 minuti. La velocità però da sola non basta perché il calcolo quantistico diventi utile su larga scala. Servono modi per tenere sotto controllo gli errori e per dimostrare che il sistema ha prodotto un risultato valido, due obiettivi che questo esperimento affronta insieme, unendo il calcolo logico su larga scala a un metodo per valutare l’attendibilità di un conto già oltre la simulazione classica praticabile.
