La Cina compie un passo importante nel campo dell’informatica quantistica


Gli scienziati cinesi hanno compiuto un importante passo avanti nel campo dell’informatica quantistica sviluppando Xiaohong, un impressionante chip quantistico da 504 qubit. Questo risultato rappresenta un passo significativo verso il miglioramento dei sistemi che gestiscono il comportamento dei qubit nei computer quantistici, aprendo al contempo la strada a capacità di elaborazione più avanzate.

Cosa sono i chip quantistici?

L’informatica quantistica, un campo rivoluzionario e in rapida espansione, promette di trasformare radicalmente il nostro approccio alla risoluzione dei problemi informatici più complessi.

A differenza dei computer tradizionali che utilizzano i classici bit che possono avere valore 0 o 1, computer Le tecnologie quantistiche utilizzano qubit, unità di informazione quantistica che possono esistere in più stati contemporaneamente. Questa caratteristica unica consente ai computer quantistici di eseguire calcoli in parallelo, fornendo velocità di elaborazione potenzialmente senza precedenti.

Pulci quantistico sono i componenti fondamentali dei computer quantistici. Responsabile della manipolazione e dell'archiviazione delle informazioni, sono progettati per contenere un numero di qubit che possono essere manipolati per eseguire diverse operazioni, come entanglement, sovrapposizione e operazioni logiche quantistiche. Maggiore è il numero di qubit in un chip quantistico, maggiore è la sua capacità di eseguire calcoli complessi e risolvere problemi difficili.

Inoltre, la coerenza quantistica dei qubit è un elemento essenziale per il funzionamento affidabile dei chip quantistici. Si riferisce alla capacità dei qubit di mantenere i loro stati sovrapposti ed entangled per un lungo periodo di tempo necessario per eseguire operazioni quantistiche precise e affidabili.

Mantenere la coerenza

Tuttavia, mantenere questa coerenza per un periodo di tempo sufficientemente lungo costituisce una delle principali sfide tecniche nella costruzione di chip quantistici con un gran numero di qubit. Ciò è dovuto a vari fattori ambientali e interni che possono interrompere la coerenza quantistica dei qubit, portando a un fenomeno chiamato decoerenza.

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I fattori ambientali includono variazioni di temperatura, vibrazioni meccaniche, campi elettromagnetici esterni e altre interferenze esterne che possono interrompere i fragili stati quantistici dei qubit. I fattori interni includono imperfezioni nei materiali dei chip quantistici, fluttuazioni di corrente e altre fonti di rumore interno.

Per superare queste sfide, i ricercatori utilizzano varie tecniche ingegneristiche per isolare i qubit dal loro ambiente, ridurre le fonti di rumore e migliorare la stabilità delle operazioni quantistiche. Ciò include l’uso di materiali superconduttori per ridurre la dissipazione di energia e mantenere temperature estremamente basse, nonché lo sviluppo di protocolli di correzione degli errori quantistici per rilevare e correggere gli errori derivanti dalla decoerenza.

chip di calcolo quantistico
Crediti: UniqueMotionGraphics/istock

Nuova svolta in Cina

Recentemente, i ricercatori hanno utilizzato questi approcci per sviluppare Xiaohong, che ora è considerato il più grande chip quantistico costruito finora dalla Cina. Con i suoi 504 qubit, mira a ottimizzare le prestazioni delle piattaforme di calcolo quantistico basate su cloud, offrendo ai ricercatori di tutto il mondo l’opportunità di condurre ricerche su problemi complessi e accelerare l’applicazione del calcolo quantistico in vari campi.

In altre parole, l'obiettivo di Xiaohong non è competere direttamente con le tecnologie avanzate degli Stati Uniti, ma piuttosto stimolare lo sviluppo dell'informatica quantistica su scala globale.

In particolare, gli scienziati dietro il progetto di Xiaohong hanno espresso la speranza che questo chip possa contribuire allo sviluppo di sistemi di misurazione e controllo del calcolo quantistico su larga scala (QCMCS). Questi sistemi svolgeranno un ruolo cruciale nel collegare i computer tradizionali e quantistici, consentendo un’integrazione più agevole delle capacità quantistiche negli ambienti informatici classici.





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