I ricercatori stabiliscono il record mondiale per l’innovazione nel calcolo quantistico

Un team di ricercatori dell’Università del Texas a San Antonio (UTSA) ha stabilito un record mondiale per l’innovazione nel calcolo quantistico. R. Tyler Sutherland, professore assistente nel Dipartimento di Fisica e Astronomia della Facoltà di Scienze e nel Dipartimento di Ingegneria Elettrica della Facoltà di Ingegneria e Design Integrato, ha sviluppato una nuova teoria per l’esperimento record.

Sutherland ha esperienza di ricerca in ottica quantistica e ha conseguito il dottorato alla Purdue University. Successivamente, è stato al Lawrence Livermore National Laboratory per il post-dottorato, e il suo lavoro includeva applicazioni sperimentali per i computer quantistici.

Il record mondiale

Il team ha stabilito il record mondiale per la porta di intreccio più precisa mai dimostrata senza l’uso di laser. Una porta di intreccio crea un’operazione sul secondo di due qubit che dipende dallo stato del primo.

L’articolo che descrive il nuovo risultato nel calcolo quantistico è stato pubblicato sulla rivista scientifica Nature. Il titolo è “Controllo universale laser-free ad alta fedeltà di qubit intrappolati.”

“Ad esempio, se lo stato del qubit A è 0, una porta di intreccio non fa nulla al qubit B, ma se lo stato del qubit A è 1, allora la porta capovolge lo stato del qubit B da 0 a 1 o da 1 a 0”, ha detto. “Il nome deriva dal fatto che questo può generare una proprietà meccanica quantistica chiamata ‘intreccio’ tra i qubit.”

“Porte di intreccio senza laser”

Secondo Sutherland, i computer quantistici diventano più facili da usare e più economici quando le porte di intreccio vengono rese “senza laser”. Rispetto ai decine di migliaia di dollari che costano i laser, il prezzo di un circuito integrato è molto inferiore e svolge le stesse azioni.

“I metodi di porta senza laser non hanno gli svantaggi della dispersione di fotoni, energia, costo e calibrazione che sono tipicamente associati all’uso dei laser”, ha detto Sutherland. “Questo metodo di porta alternativa corrisponde alla precisione dei laser utilizzando invece le microonde, che sono meno costose e più facili da calibrare.”

Tra le molte applicazioni rivoluzionarie e promettenti dei computer quantistici, una delle più grandi è la loro capacità di simulare processi meccanici quantistici. Ciò potrebbe essere come le reazioni chimiche e potrebbe ridurre esponenzialmente la sperimentazione e il tentativo di errore necessari per risolvere determinati problemi. I computer quantistici possono risolvere alcuni dei problemi di calcolo più complessi e possono farlo molto più velocemente dei supercomputer classici.

“In generale, l’obiettivo della mia ricerca è aumentare il controllo umano sulla meccanica quantistica”, ha detto Sutherland. “Dare alle persone il potere su una parte diversa della natura significa fornire loro un nuovo set di strumenti. Ciò che costruiranno con esso è incerto.”