Il momento che aspettavamo nel computing quantistico è arrivato

Devo raccontarvi cosa è successo nel mondo del quantum computing, e vi dico subito: sono piuttosto emozionato.

IBM e ricercatori dell'Università di Chicago hanno annunciato che il loro computer quantistico ha risolto un calcolo in circa 15 minuti. Lo stesso calcolo? I computer classici ci metterebbero un tempo semplicemente assurdo — parliamo di una durata che equivalgono praticamente a un'eternità.

Quantum Supremacy, Advantage... Ma come si chiama?

Probabilmente ricorderete il termine "quantum supremacy" di qualche anno fa, quando Google ha sostenuto di aver raggiunto qualcosa di simile. Il problema? È stato controverso. I critici facevano notare che, sì, il computer quantistico aveva fatto qualcosa che i computer classici non potevano fare, ma quel "problema" in realtà non serviva a nulla di pratico. Era essenzialmente solo una dimostrazione di forza.

Quello che rende diverso l'annuncio di IBM è che parlano di "quantum advantage" — e secondo me è la cornice giusta. Non hanno solo fatto qualcosa di difficile. Hanno fatto qualcosa di difficile E hanno iniziato a risolvere il problema della verifica. Ed è qui che arrivo al prossimo punto...

Il Problema della Verifica: Come fidarsi di un Computer Quantistico?

Ecco un paradosso che fa girare la testa: tutto il punto del computing quantistico è risolvere problemi troppo difficili per i computer classici. Ma se un computer classico non può risolverli... come facciamo a sapere se il computer quantistico ha dato la risposta giusta?

Questo è stato un vero mal di testa per il campo. Puoi eseguire un calcolo quantistico, ma senza un modo per controllare il lavoro, come fai a sapere che non fosse tutta confusione?

Il team IBM ha affrontato la cosa in modo intelligente. Hanno sviluppato un nuovo metodo che mantiene il problema abbastanza difficile da essere genuinamente quantistico (così i computer classici faticano ancora), ma aggiunge abbastanza struttura da poter controllare se sono entrati errori durante il calcolo.

Il Professor Bill Fefferman dell'Università di Chicago l'ha detto bene: "La verifica rimane una delle sfide più grandi nel stabilire fermamente il vantaggio quantistico sperimentale." Ed è esattamente quello su cui si sono concentrati.

La Magia della Correzione degli Errori

È qui che le cose diventano davvero impressionanti dal punto di vista ingegneristico.

Il team ha operato con 70 qubit logici. Se siete nuovi in questo campo, potreste pensare "aspetta, un qubit non è solo un qubit?" — ma no. Questi non sono qubit grezzi e fragili. Sono qubit logici, il che significa che sono stati codificati in modo intelligente per proteggere le informazioni quantistiche dagli errori e dal rumore.

Pensatela così: invece di fidarvi di un uovo fragile, state sorvegliando un gruppo di uova accuratamente disposto, dove il sistema può rilevare e correggere se uno si rompe.

Usando questi 70 qubit logici, hanno eseguito oltre 2.400 operazioni a due qubit e quasi 500 T gate. È un sacco di ginnastica quantistica. E i risultati? I tassi di errore logici erano 10 volte inferiori ai tassi di errore fisici sottostanti.

È una cosa enorme. Significa che la correzione degli errori sta funzionando su scala.

Cosa significa tutto questo in pratica?

Guardate, non voglio farvi credere che i computer quantistici stiano per sostituire il vostro laptop. Siamo ancora molto nella fase di ricerca, e "risolvere problemi classicamente intrattabili" è diverso da "risolvere problemi che aiutano l'umanità."

Ma ecco cosa mi eccita: stiamo assistendo alla costruzione delle fondamenta. Jay Gambetta di IBM ha detto qualcosa che mi è rimasto impresso — "Ora siamo saldamente nell'era del vantaggio quantistico."

E penso che abbia ragione ad essere ottimista. Non stiamo solo costruendo computer quantistici che possono fare cose difficili. Stiamo costruendo quelli che fanno cose difficili in modo affidabile, e — cosa cruciale — possiamo verificare che le stiano facendo correttamente.

È la combinazione perfetta: velocità, affidabilità e credibilità.

I circuiti e i risultati di questo esperimento vengono condivisi pubblicamente attraverso il Quantum Advantage Tracker, il che significa che altri ricercatori possono studiarli, costruirci sopra e far avanzare il campo più rapidamente.

La Mia Opinione

Seguo il computing quantistico da anni, e c'è sempre stata molta energia del tipo "tra cinque anni ci saremo". Ma ogni tanto succede qualcosa che mi fa pensare: oh, okay, questo sta davvero procedendo.

Questo mi sembra uno di quei momenti.

La combinazione di scala (70 qubit logici), prestazioni (riduzione degli errori 10x) e verifica (la possibilità concreta di fidarsi dei risultati) — non è solo progresso incrementale. È progresso significativo.

Starò a vedere cosa arriva dopo. E onestamente? Sono cautamente ottimista sul fatto che stiamo finalmente iniziando a vedere il computing quantistico crescere.