IBM e Università di Chicago dimostrano un vantaggio quantistico verificato con qubit logici corretti da errori

IBM e i ricercatori dell'Università di Chicago hanno annunciato il 30 luglio quella che descrivono come una dimostrazione di autentico vantaggio quantistico: un calcolo che è andato oltre la portata pratica dei migliori metodi di simulazione classica, fornendo al contempo una fiducia verificabile che il risultato fosse corretto. Il risultato, dettagliato in un articolo intitolato 'Sampling hard circuits with verifiably high fidelity', affronta un problema che ha afflitto le precedenti affermazioni di vantaggio quantistico, ovvero dimostrare che un risultato è accurato quando nessun computer classico può verificarlo semplicemente rifacendo il calcolo.

Il team ha utilizzato un nuovo metodo di correzione degli errori per codificare 70 qubit logici, proteggendoli dal rumore che normalmente corrompe i calcoli quantistici, e li ha usati per eseguire 2.415 operazioni logiche a due qubit e 468 'porte T' logiche, entrambi parametri di riferimento per la complessità di un circuito quantistico. Il calcolo completo si è concluso in circa 15 minuti, un tempo di esecuzione che, secondo i ricercatori, richiederebbe una quantità di tempo irrealizzabile con i principali metodi di calcolo classico. In particolare, il tasso di errore logico raggiunto è stato circa dieci volte inferiore al tasso di errore fisico sottostante, dimostrando che lo schema di correzione degli errori stesso funzionava come previsto anche su larga scala.

Il risultato viene descritto come una delle più grandi dimostrazioni di correzione degli errori mai condotte e un passo verso computer quantistici di cui ci si possa fidare per problemi che superano la portata dei normali supercomputer, piuttosto che semplicemente più veloci in compiti di nicchia difficili da verificare. I ricercatori affermano che il metodo di verifica sviluppato insieme al calcolo stesso, non solo la scala grezza dei qubit utilizzati, è ciò che distingue questo risultato dalle precedenti affermazioni di vantaggio quantistico che avevano affrontato scetticismo sulla possibilità di confermare i loro risultati in modo indipendente.