Microsoft e Atom Computing annunciano un computer quantistico dopo aver battuto un record di affidabilità computazionale | Tecnologia

Le società Microsoft e Atom Computing hanno pubblicato nel repository scientifico Arxiv il raggiungimento di un record quantistico: elaborazione robusta e affidabile attraverso l’entanglement di 24 qubit logici di atomi neutri. Secondo entrambe le società, l’anticipo permette loro di annunciare la commercializzazione di un computer con questa tecnologia per il prossimo anno. “I risultati mostrano progressi verso il vantaggio quantistico scientifico [ejecutar tareas de manera más rápida, económica y eficiente que una computadora clásica]che richiederà non solo un calcolo affidabile, ma anche l’integrazione con l’intelligenza artificiale e l’elaborazione ad alte prestazioni”, spiega Krysta Svore, tecnico tecnologico di Microsoft.

Jian-Wei Pan, scienziato dell’Università della Scienza e della Tecnologia della Cina (USTC) e leader di uno dei migliori gruppi di ricerca quantistica al mondo, già due anni fa aveva avvertito che uno dei risultati più dirompenti di questa tecnologia sarebbe stato “contare con un qubit logico con maggiore fedeltà di quello fisico”. Il ricercatore ha stimato che questi progressi sarebbero stati raggiunti in circa cinque anni. Microsoft e Atom Computing affermano di averlo già raggiunto.

L’informatica quantistica sfrutta le proprietà di atomi, ioni, fotoni o sistemi superconduttori per superare le limitazioni binarie e moltiplicare esponenzialmente la capacità di elaborazione. Ciò avviene sfruttando la sovrapposizione degli stati, il principio che gli consente di trovarsi contemporaneamente in più di due valori contemporaneamente. Ma questa sovrapposizione è vulnerabile a qualsiasi perturbazione e l’informazione contenuta nei qubit fisici viene persa o alterata (decoerenza), quindi la correzione e il recupero degli errori vengono utilizzati per sviluppare un qubit logico, che preserva l’informazione quantistica.

“Ma non tutti i tipi di qubit consentono la correzione degli errori quantistici necessaria per consentire un’elaborazione affidabile. E senza di esso, è improbabile che si possano ottenere soluzioni valide a problemi classicamente intrattabili. [irresolubles con procesamiento convencional]. È essenziale abbandonare l’informatica con qubit fisici [vulnerables al ruido] operare con logica e affidabilità”, sostiene Svore.

Per raggiungere questo obiettivo, Atom Coputing si è rivolto ad atomi neutri, con maggiore stabilità e capacità di interconnessione, come qubit fisici per archiviare ed elaborare informazioni quantistiche attraverso la manipolazione con impulsi di luce laser.

Di 112 di essi, sono stati sviluppati 24 qubit logici entangled utilizzando la piattaforma Azure Quantum di Microsoft (il numero più grande registrato finora in un sistema commerciale di atomi neutri) la cui fedeltà, secondo una ricerca pubblicata su Arxiv, è stata del 99,6%, il secondo i ricercatori, la massima robustezza raggiunta da un sistema commerciale. In questa occasione, Microsoft è riuscita a raddoppiare i 12 qubit logici affidabili precedentemente ottenuti con una trappola ionica Quantinuum.

“Questi qubit logici sono in grado non solo di creare entanglement, ma anche di sottoporsi a molte operazioni logiche senza fallire, per consentire soluzioni riuscite a calcoli complessi”, afferma Svore. La confluenza di entrambe le tecnologie consente, secondo le due società, “una correzione degli errori quantistici più rapida, avanzata ed efficiente”.

“I qubit logici hanno eseguito con successo calcoli basati sull’algoritmo Bernstein-Vazirani [un algoritmo cuántico diseñado por Ethan Bernstein y Umesh Vazirani a principios de los noventa para resolver un problema específico de forma más eficiente que por métodos clásicos]. Inoltre, sono stati in grado di produrre una soluzione più precisa rispetto allo stesso calcolo con qubit fisici», spiega il ricercatore di Microsoft.

A questo proposito, Ben Bloom, fondatore e CEO di Atom Computing, aggiunge: “La nostra tecnologia atomica neutra altamente scalabile può essere utilizzata per creare grandi quantità di qubit ad alta fedeltà, che sono una parte cruciale della strategia di Atom per costruire quantistici tolleranti ai guasti”. computer.

I risultati hanno portato le due società ad annunciare l’anno prossimo la commercializzazione di un computer quantistico con la tecnologia sviluppata. “Abbinando i nostri qubit atomici neutri di prossima generazione al sistema di virtualizzazione di Microsoft [cúbits lógicos]ora possiamo offrire una macchina quantistica commerciale affidabile. “Questo sistema consentirà rapidi progressi in molteplici campi, tra cui la chimica e la scienza dei materiali”, afferma Bloom.

Le aziende non hanno specificato il prezzo del prossimo computer che, oltre al sistema sviluppato da Atomi Neutri, integrerà cloud ad alte prestazioni (HPC) e modelli avanzati di intelligenza artificiale basati sulla piattaforma Azure Elements.

Questa risorsa è già utilizzata nella chimica generativa per lo sviluppo di nuove molecole sintetizzabili e utili. Inoltre, consente la creazione di nuovi set di dati per addestrare modelli di intelligenza artificiale e fornire soluzioni a problemi complessi in altri settori.

Numerosi laboratori in tutto il mondo partecipano a questo controllo delle unità di informazione quantistica. Nel campo delle apparecchiature, l’Istituto di ricerca per l’elettronica e le telecomunicazioni (ETRI), in collaborazione con il centro tecnologico coreano Kaist e l’Università di Trento, ha annunciato lo sviluppo di un sistema in grado di controllare otto particelle di luce trasportatrici del campo elettromagnetico mediante un chip del circuito integrato fotonico.

Il gruppo di ricerca ha misurato l’effetto Hong-Ou-Mandel, un fenomeno quantistico mediante il quale due fotoni che entrano da direzioni diverse possono interferire e percorrere insieme lo stesso percorso, e ha raggiunto uno stato entangled di quattro qubit in un circuito integrato. L’obiettivo è produrre chip da 16 e 32 qubit per far avanzare l’informatica quantistica.

“Abbiamo intenzione di far avanzare la nostra tecnologia hardware [equipamiento] quantum per un servizio informatico basato su cloud. Il nostro obiettivo principale è sviluppare un sistema su scala di laboratorio per rafforzare le nostre capacità di ricerca nel campo dell’informatica quantistica”, spiega Yoon Chun-Ju, vicepresidente della divisione di questa tecnologia presso ETRI.

Il suo collega Lee Jong-Moo, che ha partecipato allo sviluppo, è ancora cauto, nonostante i progressi: “La ricerca per l’implementazione pratica dei computer quantistici è molto attiva in tutto il mondo. Tuttavia, è ancora necessaria un’ampia ricerca a lungo termine per realizzare il calcolo quantistico pratico, in particolare per superare gli errori computazionali causati dal rumore nei processi quantistici”.

In questo senso, secondo le pubblicazioni, gli scienziati dell’Istituto Max-Planck hanno dimostrato un modo particolarmente efficiente con cui i fotoni possono impigliarsi con i fononi acustici in modo resistente al rumore esterno. Lettere di revisione fisica. La possibilità di implementare questo concetto in fibre ottiche o chip fotonici integrati rende questo meccanismo di particolare interesse per l’uso nelle moderne tecnologie quantistiche.