Nuovo record nel mondo dei computer quantistici: raggiunti i 6.100 qubit

Alcuni ricercatori del California Institute of Technology hanno ottenuto un nuovo record nel mondo dei computer quantistici: sono infatti riusciti a costruire una matrice di 6.100 qubit usando atomi di cesio controllati tramite laser. Si tratta del numero di qubit più grande finora raggiunto.

Il Caltech raggiunge i 6.100 qubit

"È un momento entusiasmante per il calcolo quantistico ad atomi neutri. Possiamo ora vedere un percorso verso computer di grandi dimensioni con correzione degli errori. Gli elementi costruttivi sono lì", afferma Manuel Endres, professore di fisica al Caltech. Endres ha infatti guidato il suo team verso il record odierno: usando 12.000 raggi laser ultra-precisi, sono infatti riusciti a intrappolare 6.100 atomi di cesio in una camera sottovuoto. Nell'immagine che potete vedere qui sopra, ogni puntino rappresenta un atomo di cesio; il diametro del cerchio è di circa 1 mm.

L'aspetto interessante è che, come avviene per i dispositivi sviluppati da aziende come Pasqal o Atom Computing (che deteneva il precedente record con 1.180 qubit), si tratta di cosiddetti "atomi neutri" o "atomi di Rydberg": atomi i cui elettroni più esterni sono portati in uno stato di eccitazione tale per cui sono prossimi alla ionizzazione, ma non si distaccano mai dal nucleo atomico. Ciò fa sì che tali elettroni si comportino secondo il modello di Bohr e orbitino attorno al nucleo in maniera predicibile, così che sia più facile controllarli e sfruttarne le proprietà quantistiche per effettuare calcoli. Ciò significa che non è necessario impiegare refrigeratori a diluizione come avviene, ad esempio, per i dispositivi a superconduttori.

La squadra di Endres è riuscita a mantenere i qubit in uno stato di sovrapposizione per circa 13 secondi, un tempo di quasi 10 volte più lungo rispetto a quanto ottenuto in precedenza, mantenendo comunque un'accuratezza del 99,98% nelle manipolazioni di singoli qubit. Gyohei Nomura, che ha assistito nel raggiungimento del risultato, ha affermato che "si pensa spesso che arrivare a una grande scala, con più atomi, avvenga a spese dell'accuratezza, ma i nostri risultati mostrano che possiamo ottenere entrambe le cose. I qubit non sono utili senza qualità; ora abbiamo quantità e qualità."

Il dispositivo costruito dalla squadra di Endres non è ancora un vero e proprio computer quantistico, poiché non viene effettuato l'entanglement che consente di effettuare i calcoli, ma si tratta comunque di un risultato estremamente significativo perché mostra che la strada verso calcolatori in grado di raggiungere e superare i 10.000 qubit è molto breve. I ricercatori hanno già cominciato a lavorare, in ogni caso, per ottenere un vero e proprio computer quantistico.

Il lavoro della squadra è stato pubblicato in un articolo su Nature.