Il team Quantum Ai di Google ha presentato nelle scorse ore Willow. Si tratta di un nuovo chip di calcolo quantistico all’avanguardia capace di correggere esponenzialmente gli errori.
I computer quantistici elaborano calcoli più velocemente di quanto potrebbero fare i più moderni supercomputer. Anthony Megrant e Yu Chen di Quantum Ai hanno definito lo step “una pietra miliare nel realizzare un computer quantistico affidabile in grado di espandere la conoscenza umana”.
Il progetto Quantum consta in un nuovo approccio in cui si costruiscono macchine che utilizzano la meccanica quantistica per superare i limiti dell’informatica classica. Le cifre binarie (o bit) che alimentano tutto, dalle calcolatrici grafiche ai grandi data center, sono alla base di quasi tutta l’innovazione digitale dell’ultimo mezzo secolo.
Il calcolo quantistico è diverso. Invece di usare bit classici, il calcolo quantistico usa bit quantistici, o qubit. Questi ultimi si comportano secondo le leggi della fisica quantistica. Invece di essere confinati agli 1 e 0 binari, essi possono esistere miscelati. I qubit possono memorizzare informazioni in sovrapposizione (stati multipli in contemporanea) di 0 e 1. Si apre così un vasto numero di stati in cui possono trovarsi. Il che fornisce un’enorme di potenza di calcolo.
Queste proprietà speciali forniscono ai computer quantistici la superpotenza per risolvere alcuni dei problemi più difficili. Molto più velocemente di quanto possano fare i normali computer classici. A differenza dei chip di elaborazione classici, il quantistico è un approccio talmente nuovo che Google realizza i propri qubit internamente con circuiti integrati superconduttori. Scegliendo attentamente i materiali e regolando i processi di fabbricazione, si possono costruire chip con qubit di alta qualità che possono essere controllati e integrati in dispositivi grandi e complessi.
I computer quantistici hanno la capacità di risolvere problemi che sarebbero impossibili sui computer classici, ma sono anche altamente suscettibili agli errori dovuti al “rumore”, o disturbi come onde radio, campi elettromagnetici e calore. Quindi, proprio come quando si costruisce uno studio di registrazione per gli artisti, per proteggere l’integrità dei processi di calcolo quantistico, il team di Quantum Ai ha costruito un packaging speciale per ridurre il rumore.
Per far funzionare i qubit superconduttori bisogna mantenerli a temperature estremamente basse, più fredde dello spazio. Per raggiungere queste condizioni è necessaria una speciale apparecchiatura chiamata frigorifero a diluizione. Mantenendo i qubit all’interno del frigorifero a diluizione, i metalli superconduttori possono entrare nel loro stato di resistenza zero, uno stato gelido in cui l’elettricità può fluire senza perdita di energia. In questo modo, i qubit superconduttori possono mantenere le loro proprietà quantistiche ed eseguire calcoli complessi per il calcolo quantistico. “Willow è l’ultimo passo nel lavoro del nostro team di intelligenza artificiale quantistica per sbloccare il pieno potenziale del calcolo quantistico”, hanno spiegato i ricercatori.