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Rivoluzione quantistica: TUM e Google mostrano nuove dimensioni della fisica!
L'Università Tecnica di Monaco sta effettuando ricerche sull'informatica quantistica per i processi fisici fondamentali con Princeton e Google Quantum AI.
Rivoluzione quantistica: TUM e Google mostrano nuove dimensioni della fisica!
I progressi nell’informatica quantistica sono in costante aumento e stanno portando a sviluppi significativi nella ricerca. Un gruppo di ricerca di Università Tecnica di Monaco (TUM), l'Università di Princeton e Google Quantum AI ha recentemente dimostrato come i computer quantistici possano essere utilizzati per simulare processi fisici fondamentali. Questo è un passaggio fondamentale, soprattutto perché i supercomputer tradizionali sono spesso sopraffatti dall’elaborazione e dal test dei complessi modelli teorici che descrivono le forze fondamentali della natura.
La pubblicazione sulla rivista Nature dimostra che i computer quantistici sono in grado di simulare direttamente tali processi. Ciò potrebbe consentire in futuro conoscenze più approfondite sulla fisica delle particelle, sui materiali quantistici e sulla natura dello spazio e del tempo. Comprendere in modo completo come funziona la natura al livello più fondamentale è un obiettivo ambizioso. A questo scopo è stato utilizzato il processore quantistico di Google, un chip superconduttore che lavora con i qubit per studiare le interazioni fondamentali e il comportamento delle cosiddette stringhe.
Sviluppo e sfide degli algoritmi quantistici
La sfida è selezionare l’algoritmo appropriato per il rispettivo hardware, poiché diversi hardware quantistici presentano vantaggi e svantaggi specifici. Mentre i qubit superconduttori consentono calcoli rapidi, le trappole ioniche sono più lente ma più precise, rendendole adatte per determinate applicazioni, come le simulazioni molecolari. Attraverso una stretta collaborazione con diversi fornitori di hardware, viene sviluppato uno stack software che integra tutti i componenti per il funzionamento e lo sviluppo dei computer quantistici.
L’informatica quantistica come motore dell’innovazione
Scienziati stanno anche ricercando algoritmi quantistici per l’apprendimento automatico, che sono considerati un’applicazione promettente dell’informatica quantistica. Ciò include applicazioni come la classificazione, la generazione di dati e l'apprendimento non supervisionato. Questi studi stanno attualmente esplorando gli algoritmi Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ), che rappresentano una sfida fondamentale perché gli attuali processori quantistici rumorosi non consentono ancora metodi efficaci di correzione degli errori.
Lo scopo di questa ricerca è sviluppare metodi per caratterizzare e mitigare gli errori su hardware quantistico rumoroso. Sviluppando nuovi protocolli, librerie e algoritmi per varie piattaforme, l’obiettivo è promuovere l’innovazione nella simbiosi tra hardware e software e consentire applicazioni pratiche nell’apprendimento automatico.
I risultati di questi vari progetti e sforzi di ricerca mostrano che i computer quantistici rappresentano una tecnologia chiave per il futuro per superare le sfide dell’industria e rendere i processi più efficienti. Le aziende, inclusa l’industria automobilistica, possono sviluppare soluzioni basate sulla quantistica per ottimizzare i propri processi senza essere essi stessi esperti quantistici.