Microsoft e Atom Computing testano la correzione degli errori nel calcolo quantistico | Chatgpt gratis android | Aziende intelligenza artificiale italia | Chatgpt immagini | Turtles AI

 Microsoft e Atom Computing hanno collaborato per dimostrare progressi nella correzione degli errori quantistici, un passo importante per l’evoluzione della tecnologia. L’utilizzo di atomi neutri come qubit hardware, abbinato a tecniche avanzate di correzione, mostra il potenziale per un futuro più robusto nel calcolo quantistico. Tuttavia, rimangono sfide da superare prima che il calcolo quantistico possa raggiungere la sua piena potenzialità.

Punti chiave:

•  Collaborazione tra Microsoft e Atom Computing per migliorare la correzione degli errori nel calcolo quantistico.
•  L’impiego di atomi neutri come qubit offre vantaggi distintivi rispetto ad altri approcci hardware.
•  Il metodo di correzione degli errori combina scarto dei calcoli errati e tentativi di correzione tramite nuovi atomi.
•  Nonostante i progressi, i tassi di errore restano un ostacolo significativo per applicazioni complesse.

Microsoft ha recentemente intrapreso una nuova fase nel suo cammino verso l’affermazione della tecnologia quantistica, consolidando una partnership con Atom Computing per esplorare soluzioni avanzate nella correzione degli errori. A settembre, la compagnia aveva già fatto un annuncio che combinava il miglioramento delle capacità di correzione degli errori su hardware sviluppato da Quantinuum, un altro attore nel campo del calcolo quantistico. Tuttavia, con il recente accordo con Atom Computing, Microsoft ha sottolineato l’importanza di testare e affinare queste tecniche su piattaforme che impiegano una tecnologia differente, ovvero quella degli atomi neutri. L’obiettivo era chiaro: dimostrare che le soluzioni di correzione degli errori potessero funzionare non solo su una specifica tipologia di qubit, ma anche su quella offerta dall’hardware di Atom Computing, per il quale gli atomi neutri vengono usati come qubit fondamentali.

Il tema centrale della correzione degli errori è fondamentale per il futuro del calcolo quantistico. I qubit, che sono i mattoni fondamentali dei computer quantistici, sono estremamente suscettibili agli errori. Attualmente, nessuna delle tecnologie esistenti può garantire l’assenza di errori durante i calcoli, un problema che rende difficile anche eseguire operazioni relativamente semplici. Questo limita fortemente il potenziale della computazione quantistica, che altrimenti potrebbe superare di gran lunga le capacità dei computer classici. In questo contesto, la correzione degli errori tramite l’uso di qubit logici, che distribuiscono l’informazione quantistica su più qubit hardware, emerge come una delle soluzioni più promettenti. Questi qubit logici permettono di rilevare e correggere gli errori, ma l’efficacia di tale correzione dipende da quanto siano affidabili i qubit hardware sottostanti. Quando i tassi di errore sono troppo alti, aggiungere più qubit non porta a miglioramenti, anzi, potrebbe peggiorare la situazione.

Il lavoro delle due aziende si inserisce in un periodo in cui alcune tecnologie hanno raggiunto un punto di svolta. L’esempio fornito dalla ricerca dell’Università di Harvard, che ha utilizzato qubit atomici neutri per implementare la correzione degli errori, è significativo. Atom Computing, con il suo approccio basato sugli atomi neutri, ha dimostrato che questi qubit possono essere sfruttati in modo efficace anche in un contesto commerciale. I vantaggi offerti dagli atomi neutri sono evidenti: ogni singolo atomo si comporta in modo identico, riducendo la variabilità tra i dispositivi, una sfida che invece caratterizza le tecnologie basate su qubit elettronici. Inoltre, gli atomi possono essere spostati facilmente, offrendo una connettività qualsiasi-a-qualsiasi tra di loro, una caratteristica fondamentale per ottimizzare gli algoritmi e migliorare le operazioni di correzione degli errori.

L’operazione di calcolo in questa configurazione avviene tramite laser, che manipolano lo stato degli atomi, creando porte logiche necessarie per i calcoli quantistici. Tuttavia, il controllo tramite laser ha i suoi limiti: le operazioni, come quelle a due qubit, sono più lente rispetto a quelle su altre piattaforme e, occasionalmente, gli atomi possono essere persi a causa di errori fisici, come il passaggio a uno stato non fondamentale che permette all’atomo di "sfuggire". Questo tipo di errore, però, è utile poiché consente di identificare immediatamente i problemi e trattarli come errori evidenti. L’hardware di Atom Computing è progettato per gestire questa eventualità, con la possibilità di rimpiazzare gli atomi persi e garantire l’integrità dell’elaborazione.

Nella dimostrazione presentata, sono stati utilizzati 256 atomi neutrali, disposti in linee parallele per permettere la loro manipolazione. Questi atomi sono stati impiegati per eseguire sia operazioni a singolo qubit che a due qubit, con l’uso di laser per controllare l’interazione tra i qubit. Il sistema ha permesso di eseguire calcoli con qubit logici, composti da più qubit hardware, e di testare due approcci principali nella gestione degli errori: il rilevamento e scarto dei calcoli con errori, e il tentativo di correzione degli errori stessi, che prevede l’uso di nuovi atomi per ripristinare lo stato corretto. Le dimostrazioni hanno avuto esiti positivi, con il tasso di errore migliorato notevolmente grazie all’identificazione degli errori e al loro scarto, anche se non sono stati eliminati del tutto.

L’approccio di correzione, purtroppo, non ha risolto completamente il problema, poiché l’introduzione di nuovi atomi nello stato corretto è anch’essa soggetta a errori. Ciò ha comportato un tasso di errore complessivo che si colloca tra quello della correzione con scarto e quello delle operazioni dirette sull’hardware. Nonostante ciò, la correzione degli errori ha portato a un miglioramento significativo della probabilità che un calcolo venga eseguito senza errori. Tuttavia, per realizzare applicazioni di calcolo quantistico avanzate, che possano fornire vantaggi rispetto ai computer tradizionali, sarà necessario ridurre ulteriormente il tasso di errore sia a livello hardware che nella correzione stessa.

Sebbene i progressi siano notevoli, il cammino per ottenere un calcolo quantistico realmente pratico è ancora lungo, e richiederà ulteriori sviluppi sia nella tecnologia dei qubit hardware che nelle tecniche di correzione degli errori.