I computer quantistici promettono di rivoluzionare la modellazione e i calcoli. Utilizzando le peculiari leggi della meccanica quantistica, possono eseguire calcoli che richiederebbero ai supercomputer più veloci miliardi di anni per essere completati. Costruire e operare computer quantistici presenta molte sfide e, sebbene questi dispositivi siano ancora lontani, alcuni componenti stanno già battendo record. Da alcuni anni, diverse organizzazioni e aziende private hanno annunciato la “supremazia quantistica”, ovvero la capacità di un processore quantistico di eseguire un calcolo più velocemente di un supercomputer tradizionale. L’ultimo pretendente a questo record è lo Zuchongzhi-3, un prototipo di computer quantistico superconduttore composto da 105 qubit, l’equivalente quantistico dei bit dei computer tradizionali. Per fare un confronto, quello che ora è il secondo supercomputer più potente, Frontier, impiegherebbe quasi 6 miliardi di anni per fare ciò che Zuchongzhi-3 può fare in pochi minuti, hanno detto i ricercatori cinesi. Il supercomputer più potente, El Capitan, è entrato in funzione solo di recente, quindi se può ridurre il tempo necessario è ancora da vedere.
Il compito in questione si chiama Random Circuit Sampling (RCS), un benchmark di calcolo quantistico ben consolidato (anche se occasionalmente controverso) che non ha un’applicazione specifica. Fondamentalmente, il processore genera circuiti quantistici casuali e ne valuta i risultati, qualcosa che i computer quantistici fanno molto meglio dei computer tradizionali. “Per valutare le sue capacità, il team ha condotto un compito di campionamento di circuiti casuali a 83 qubit e 32 strati sul sistema. Rispetto all’algoritmo classico ottimale attuale, la velocità di calcolo supera quella del supercomputer più potente del mondo di 15 ordini di grandezza”, ha dichiarato l’Università della Scienza e della Tecnologia della Cina. “Inoltre, supera i risultati più recenti pubblicati da Google nell’ottobre dello scorso anno di 6 ordini di grandezza, stabilendo il più forte vantaggio computazionale quantistico nel sistema superconduttore fino ad oggi.”
Se i numeri saranno confermati, significa che Zuchongzhi-3 è 2 milioni di miliardi di volte più veloce nel RCS rispetto a Frontier e circa 1 milione di volte più veloce del Sycamore di Google. Questo nuovo chip non sembra essere più veloce del Willow di Google; basandosi su un comunicato stampa dell’azienda di Mountain View, Willow è 10 miliardi di volte più veloce di Zuchongzhi-3. Questi processori possono fare alcune cose interessanti, ma non sono i computer quantistici che cambieranno tutto. Basandosi sulle nostre conoscenze, tecnologie e metodi attuali, manca ancora un uso pratico per i processori quantistici attualmente disponibili. Infatti, lo scorso anno Google ha lanciato una competizione globale offrendo 5 milioni di dollari per trovare un uso pratico per i computer quantistici. Tuttavia, un’applicazione interessante è stata mostrata poche settimane fa quando un dispositivo quantistico è stato utilizzato per simulare una versione semplificata di una possibile fine dell’universo. Per questo è necessario un computer quantistico. Lo studio è pubblicato sulla rivista Physical Review Letters.