Una delle sfide più grandi nel campo dell'informatica quantistica, lo sappiamo, è quel fastidioso fenomeno chiamato "rumore". Non tutti sono concordi che questo rappresenti un limite, ma fino a oggi ha vanificato l'adozione su larga scala di PC quantistici. Per farla breve, i qubit, le particelle minuscole che sono il cuore di questi processori, sono incredibilmente sensibili e basta un nonnulla, una minima vibrazione o una variazione di temperatura, per corrompere i dati e compromettere il risultato finale. È come cercare di scrivere una lettera in una stanza piena di gente che grida: le parole si mescolano e il messaggio si perde. Fino a poco tempo fa, la soluzione era un po' macchinosa: si dovevano fare in continuazione calibrazioni e misurazioni, un processo che richiedeva tantissimo tempo e un'infinità di tentativi per ogni singolo qubit.
La buona notizia è che le cose stanno per cambiare. Un gruppo di scienziati del Niels Bohr Institute, del MIT, della NTNU e della Leiden University ha sviluppato una soluzione innovativa per affrontare il problema in modo diretto e, soprattutto, in tempo reale. Il loro algoritmo, battezzato Frequency Binary Search, è in grado di misurare il rumore, capire come influisce sulle frequenze dei qubit e correggere il tiro quasi all'istante, mentre il calcolo è ancora in corso.
Prima, i dati venivano inviati a un computer esterno per l'elaborazione, ma il tempo necessario per la trasmissione e l'analisi rendeva il tutto inutile. Immaginate che il rumore si sposti proprio mentre state inviando la correzione: a quel punto, è troppo tardi. Questo nuovo metodo risolve il problema alla radice, lavorando direttamente sul posto.
Questo sistema funziona grazie a un controller speciale, dotato di un FPGA (Field Programmable Gate Array), che può controllare i qubit e raccogliere i dati dell'esperimento in modo istantaneo, senza bisogno di passare per un computer esterno che rallenterebbe tutto. L'algoritmo non deve fare migliaia di misurazioni per ogni singolo qubit, come si faceva un tempo. In pratica, è in grado di calibrare tutti i qubit in contemporanea con una precisione esponenziale, riducendo drasticamente il numero di misurazioni necessarie a meno di dieci.
Un vero e proprio cambio di paradigma che apre la porta a un futuro in cui i computer quantistici potranno davvero avere milioni di qubit, superando un ostacolo che finora sembrava insormontabile. Non è un segreto che il mondo del calcolo quantistico è pieno di promesse, dalla creazione di nuovi farmaci a un'incredibile velocità di elaborazione dei dati, ma la chiave per sbloccare queste promesse era proprio la capacità di gestire il rumore in modo efficiente e su larga scala.
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