Entanglement nei computer quantistici, successo “rivoluzionario” con microonde

Si parla di “successo rivoluzionarono per l’informatica quantistica” e di “record mondiale” in un nuovo articolo fornito dal sito dell’Università del Texas a San Antonio in relazione ad un nuovo studio pubblicato su Nature.
I ricercatori del Dipartimento di Fisica e Astronomia del College of Sciences e il Dipartimento di Ingegneria Elettrica del College of Engineering and Integrated Design hanno infatti realizzato l’entangling gate più efficiente mai costruito senza laser.

Entanglement quantistico i qubit

Si tratta di un concetto che riguarda l’entanglement quantistico i qubit, gli elementi di base dei computer quantistici. A spiegare il progresso raggiunto è R. Tyler Sutherland, assistente professore che ha guidato il team di studio. Secondo Sutherland una porta che sfrutta l’entanglement quando lavora con due qubit realizza un’operazione sul qubit secondario che è influenzata dallo stato del primo: “Ad esempio, se lo stato del qubit A è 0, un gate entanglement non fa nulla per il qubit B, ma se lo stato del qubit A è 1, il gate inverte lo stato del qubit B da 0 a 1 o 1 a 0”.

Entangling gate

Questo genera l’entanglement quantistico tra i qubit, una probità ritenuta come fondamentale della meccanica quantistica e dell’informatica quantistica del futuro.
Un entangling gate, se eseguito senza l’ausilio di un laser, permette computer quantistici più facili da usare e relativamente più economici da costruire.
Un circuito integrato che è basato su questo fenomeno e che non utilizza un laser costa molto meno rispetto alle decine di migliaia di dollari che possono presentare il costo di un laser adatto per eseguire un processo del genere.
Per controllare i qubit negli ioni atomici tramite operazioni di entanglement si usano infatti raggi laser molto focalizzati. Un metodo di entanglement senza laser Porterebbe ad una scalabilità migliore.

Microonde al posto dei laser

“I metodi dei gate senza laser non presentano gli svantaggi della diffusione dei fotoni, dell’energia, dei costi e della calibrazione che sono tipicamente associati all’uso dei laser”, ha affermato Sutherland. “Questo metodo di gate alternativo raggiunge la precisione dei laser utilizzando invece le microonde, che sono meno costose e più facili da calibrare”, riferisce Sutherland nel comunicato di università americana.
Un controllo umano più dettagliato deficiente di qubit in serie, Ad esempio poterli intrecciare o poter eseguire operazione arbitrarie su singoli qubit, rappresenterebbe un passo avanti fondamentale per l’informatica quantistica del futuro così come per il networking quantistico, in particolare per le comunicazioni wireless.

Note e approfondimenti

  1. High-fidelity laser-free universal control of trapped ion qubits | Nature (IA) (DOI: 10.1038/s41586-021-03809-4)

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