Computer quantistici con i qubit protetti dagli errori

Nuovo miglioramento nei computer quantistici grazie a nuovi materiali che permettono di allungare fino a 5 volte la vita dei qubit, le unità di informazione quantistiche. Autori di questo importante miglioramento che potrà avere presto applicazioni concrete è stata la ricerca coordinata da Anna Grassellino, direttrice del centro Sqms al Fermilab di Chicago, pubblicata sulla rivista npj Quantum Information di Nature. 

"Grazie a questo nuovo processo i qubit possono vivere da 2 a 5 volte più a lungo rispetto a quanto avviene con le tecniche standard", ha detto Grassellino all'ANSA. "Si tratta di avanzamento importante - ha aggiunto - perché il tempo di vita dei qubit determina il numero di errori a cui va incontro un computer quantistico". Eliminare gli errori, ossia fare in modo che i qubit, l'analogo quantistico dei bit tradizionali, riescano a rimanere perfettamente isolati da interferenze esterne è al momento la maggiore sfida per arrivare a computer quantistici realmente utili. Un problema che i ricercatori del Fermilab stanno provando a risolvere dalla radice: eliminare qualsiasi imperfezione dai materiali dei chip che possa alterare lo stato dei qubit. Il lavoro si è focalizzato sui chip a superconduttori, che usano i cosiddetti transmoni nel ruolo di qubit, e usando anche alcune delle più sofisticate tecniche di microscopia ha dimostrato che incapsulare con una sorta di patina isolante il materiale superconduttore può eliminarne gran parte dei difetti di fabbricazione.

Una scoperta che è poi stata testata sui computer quantistici di una delle maggiori aziende del settore, Rigetti, dimostrando di poter allungare la vita dei qubit (senza andare incontro a errori) fino a 0,6 millisecondi, ossia ben 5 volte rispetto alla norma. Un tempo apparentemente brevissimo ma più che sufficiente per eseguire calcoli all'interno di un computer quantistico. "Una delle cose più importanti - ha aggiunto Grassellino, vincitrice nel 2022 dell'ambito Breakthrough prize - è che ne abbiamo dimostrato non solo in laboratorio ma anche la riproducibilità con applicazioni commerciali".