La canadese Xanadu ha risolto in 36 microsecondi un problema che richiede 9.000 anni a un supercomputer

La startup canadese Xanadu ha annunciato di aver raggiunto il cosiddetto "vantaggio quantistico" usando il suo computer quantistico basato sull'entanglement dei fotoni. Il risultato è stato raggiunto in un caso molto specifico, ma resta significativo nella lunga strada che porta verso un computer quantistico universale in grado di effettuare calcoli impossibili da eseguire con i computer classici.

Xanadu dimostra il vantaggio quantistico del suo computer

Il Globe and Mail riporta che Xanadu ha costruito un computer quantistico sfruttando la fotonica: contrariamente ai concorrenti come IBM e Google, che usano superconduttori raffreddati a temperature prossime a 0 K, o a IonQ e Quantinuum, che usano trappole ioniche, i qubit di Xanadu sono realizzati usando fotoni che vengono manipolati per sfruttarne le caratteristiche quantistiche.

Nello specifico, Xanadu usa fotoni infrarossi che vengono inseriti in un sistema di fibre ottiche, specchi e altre componenti; sono presenti dei percorsi circolari che consentono di manipolare, in tre punti specifici, i fotoni e farli interagire tra di loro, così da poter effettuare i calcoli desiderati. Questo approccio ha portato la startup a far crescere molto rapidamente il numero di qubit: sul computer quantistico attuale, chiamato Borealis, sono infatti disponibili ben 216 qubit, quasi il doppio di quelli presenti sul processore IBM Eagle.

Un ulteriore vantaggio dato dall'approccio basato sulla fotonica è quello del funzionamento di Borealis a temperatura ambiente, senza dunque la necessità di dover progettare i complessi frigoriferi criogenici che caratterizzano gli approcci basati sui superconduttori. Dall'altro lato, però, l'uso della luce è reso più complesso dal fatto che inevitabilmente c'è una perdita di segnale mano a mano che i fotoni percorrono il sistema.

Come riportato in Nature, Borealis ha calcolato in 36 microsecondi (36 milionesimi di secondo) il campionamento bosonico di 216 modalità; tale calcolo è considerato difficile (ovvero intrattabile) da affrontare per i computer classici, con i quali la ricerca della soluzione si stima che richiederebbe oltre 9.000 anni.

Il problema risolto da Borealis non ha applicazioni pratiche immediate, ma la sua soluzione in un tempo così ridotto è comunque significativa perché conferma che, quantomeno per alcune specifiche classi di problemi, i computer quantistici possono offrire vantaggi significativi rispetto ai computer classici.

Un aspetto interessante è che la soluzione tramite i computer quantistici di alcuni problemi ha già portato alla creazione di algoritmi classici in grado di emulare il comportamento quantistico e ridurre drasticamente i tempi di calcolo, portando così a un vantaggio immediato su hardware già ampiamente disponibile e sfruttabile per applicazioni pratiche. In altri termini, la creazione di un computer quantistico universale richiederà ancora molto tempo, ma non per questo non possiamo ottenere vantaggi già ora dalla ricerca su di essi.