Google Quantum Echoes: un passo da gigante verso il calcolo quantistico pratico

Google ha annunciato una svolta significativa nella ricerca sul calcolo quantistico, presentando i risultati ottenuti con il suo chip Willow, introdotto lo scorso anno. La ricerca, pubblicata sulla prestigiosa rivista Nature, si basa su un nuovo algoritmo chiamato Quantum Echoes, che secondo l'azienda rappresenta la "prima dimostrazione in assoluto di un vantaggio quantistico verificabile" nell'esecuzione dell'algoritmo OTOC (out-of-time-order correlator).

Questo algoritmo è particolarmente utile per studiare come le diverse parti di un sistema quantistico interagiscono tra loro. Il team di Google Quantum AI afferma che Quantum Echoes, eseguito sul chip Willow, è 13.000 volte più veloce rispetto al miglior algoritmo classico in esecuzione su uno dei supercomputer più potenti al mondo per lo stesso compito. Questo risultato rafforza la convinzione che i computer quantistici, basati sui qubit capaci di rappresentare più stati contemporaneamente, siano strumenti potenti per comprendere meglio i sistemi quantistici che ci circondano.

Il nome "Quantum Echoes" deriva dal modo in cui l'algoritmo interagisce con il sistema quantistico. Come spiegato da Google, viene inviato un segnale calibrato nel sistema (i qubit del chip Willow), si perturba un singolo qubit, e poi si inverte con precisione l'evoluzione del segnale per "ascoltare l'eco" che ritorna. Questo eco viene amplificato dall'interferenza costruttiva delle onde quantistiche, rendendo la misurazione estremamente sensibile.

Proprio questa sensibilità suggerisce che i computer quantistici potrebbero diventare strumenti fondamentali per modellare fenomeni complessi come le interazioni tra particelle o la struttura delle molecole.
Per dimostrare questo potenziale, Google ha condotto un esperimento separato in collaborazione con l'Università della California, Berkeley: utilizzando Quantum Echoes per studiare due diverse molecole, hanno confrontato i risultati con quelli ottenuti tramite risonanza magnetica nucleare (NMR), la tecnica attualmente utilizzata. I risultati combaciavano, e, sottolinea Google, Quantum Echoes ha persino "rivelato informazioni solitamente non disponibili con la NMR".

Sebbene un computer quantistico su vasta scala, utile per applicazioni come la scoperta di farmaci o lo sviluppo di nuovi materiali per batterie, sia ancora lontano, Google ritiene che questa ricerca dimostri che le prime applicazioni quantistiche nel mondo reale potrebbero arrivare entro i prossimi cinque anni.

Fonte: Google Blog via Engadget