Nasce Willow, il chip di Google che apre la strada al computer quantistico

Dopo aver proclamato nel 2019 la supremazia quantistica Google ha presentato Willow un architettura di chip quantistico che promette di aprire la strada alla costruzione di computer quantistici su larga scala. Come ci ha spiegato il Principal Scientist del Quantum Artificial Intelligence Lab di Google Sergio Boixo grazie a questo nuovo passo in avanti nella trentennale corsa al computer quantistico per la prima volta sono riusciti a ridurre gli errori in modo esponenziale man mano che si utilizzano più qubit cioè , le unità di calcolo nei computer quantistici. Nel nostro esperimento pubblicato sulla rivista Nature «siamo riusciti a eseguire in meno di 5 minuti un calcolo di benchmark standard che richiederebbe oggi a Frontier il secondo supercomputer più veloce del mondo 10 septilioni di anni un numero che supera di gran lunga l’età dell’Universo».

Se vuoi scriverlo, sono 10.000.000.000.000.000.000.000.000 di anni. Proviamo a capire meglio la portata di questa scoperta che dopo anni di annunci e promesse potrebbe rendere accelerare in modo definitivo la corsa alla più grande promessa tecnologica dell’informatica computazionale.

Perché è una scoperta importante.

L’ultimo processore quantistico di Google, Willow, è stato fabbricato nella sua nuova struttura di fabbricazione all’avanguardia a Santa Barbara, una delle poche al mondo costruite da zero per questo scopo.

Tecnicamente il team ha utilizzato un processore quantistico a 101 qubit. passando da una griglia di 3×3 qubit codificati, a una griglia di 5×5, a una griglia di 7×7 – e ogni volta, utilizzando i nostri ultimi progressi nella correzione degli errori quantistici, sono riusciti a dimezzare il tasso di errore. In altre parole, hanno ottenuto una riduzione esponenziale del tasso di errore”.

Gli errori – – ha spiegato Sergio Boixo che si è unito al Quantum Artificial Intelligence Lab guidato da Hartmut Neven praticamente dal suo inzio dal 2013 – sono una delle maggiori sfide nel calcolo quantistico, poiché i qubit, le unità di calcolo nei computer quantistici, hanno la tendenza a scambiare rapidamente informazioni con il loro ambiente, rendendo difficile proteggere le informazioni necessarie per completare un calcolo. In genere, più qubit usi, più gli errori crescono”. La correzione degli errori quantistici (QEC) è quindi una tecnica essenziale per proteggere l’informazione quantistica dal rumore, ma la sua efficacia dipende dalla possibilità di raggiungere tassi di errore al di sotto di una certa soglia “Siamo riusciti a ridurre gli errori aumentando il numero di qubit e – osserva Boxio – è stata una sfida eccezionale da quando la correzione degli errori quantistici è stata introdotta da Peter Shor nel 1995. Questo ci dà una forte fiducia di poter costruire un computer quantistico su larga scala che non sia disturbato dagli errori”.