I computer quantistici possono risolvere problemi straordinariamente complessi, sbloccando nuove possibilità in campi come lo sviluppo di farmaci, la crittografia, l’intelligenza artificiale e la logistica. Ora, i ricercatori dell’Università di Tecnologia Chalmers in Svezia hanno sviluppato un amplificatore altamente efficiente che si attiva solo quando legge informazioni dai qubit. Grazie al suo design intelligente, consuma solo un decimo dell’energia rispetto ai migliori amplificatori disponibili oggi. Questo riduce la decoerenza dei qubit e getta le basi per computer quantistici più potenti con un numero significativamente maggiore di qubit e prestazioni migliorate.
Un progresso essenziale per l’espansione dei computer quantistici. Questo avanzamento potrebbe essere significativo per l’espansione dei computer quantistici per ospitare un numero di qubit significativamente maggiore rispetto a oggi. Chalmers è stata attivamente impegnata in questo campo per molti anni attraverso un programma di ricerca nazionale, il Wallenberg Centre for Quantum Technology. Con l’aumento del numero di qubit, aumenta anche la capacità computazionale del computer.
Gli amplificatori sono essenziali – ma causano decoerenza. Per poter sfruttare la potenza computazionale di un computer quantistico, i qubit devono essere misurati e convertiti in informazioni interpretabili. Questo processo richiede amplificatori a microonde estremamente sensibili per garantire che questi segnali deboli siano rilevati e letti accuratamente. Tuttavia, leggere le informazioni quantistiche è un’operazione estremamente delicata: anche la minima fluttuazione di temperatura, rumore o interferenza elettromagnetica può far perdere ai qubit la loro integrità, il loro stato quantistico, rendendo le informazioni inutilizzabili. Poiché gli amplificatori generano calore come output, causano anche decoerenza. Di conseguenza, i ricercatori in questo campo sono sempre alla ricerca di amplificatori per qubit più efficienti. Ora, i ricercatori di Chalmers hanno compiuto un importante passo avanti con il loro nuovo amplificatore altamente efficiente.
Bits e qubits: una differenza fondamentale. I bit, che sono i mattoni fondamentali di un computer convenzionale, possono avere solo il valore di 1 o 0. Al contrario, i mattoni comuni di un computer quantistico, i qubit, possono esistere in stati che hanno il valore 1 e 0 simultaneamente, così come tutti gli stati intermedi in qualsiasi combinazione. Questo significa che un computer quantistico a 20 qubit può rappresentare oltre un milione di stati diversi simultaneamente. Questo fenomeno, chiamato sovrapposizione, è una delle ragioni principali per cui i computer quantistici possono risolvere problemi eccezionalmente complessi che sono al di là delle capacità dei supercomputer convenzionali di oggi.
“Questo è l’amplificatore più sensibile che può essere costruito oggi utilizzando transistor. Siamo riusciti a ridurre il suo consumo energetico a solo un decimo di quello richiesto dai migliori amplificatori di oggi, senza compromettere le prestazioni. Speriamo e crediamo che questa svolta consentirà una lettura più accurata dei qubit in futuro,” afferma Yin Zeng, dottorando in tecnologia delle onde terahertz e millimetriche presso Chalmers, e primo autore dello studio pubblicato sulla rivista IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques.
Fonte: Science Daily
