Google ha annunciato un traguardo per il chip Willow da105 qubit: ha eseguito un algoritmo verificabile 13.000 volte più veloce rispetto al supercomputer più potente al mondo. Il risultato, pubblicato su Nature, è stato definito dai ricercatori della divisione Quantum AI come il primo “vantaggio quantistico verificabile” della storia.
Il merito è del nuovo metodo denominato Quantum Echoes, un algoritmo pensato per testare l’affidabilità dei calcoli quantistici, tema cruciale da sempre nel settore. Finora, infatti, la difficoltà principale dei computer quantistici era proprio dimostrare che i risultati ottenuti fossero corretti. Con Quantum Echoes, i ricercatori di Google hanno mostrato che è possibile verificare e replicare i calcoli su più processori, avvicinando così queste macchine all’utilizzo pratico.
Il principio di base del nuovo algoritmo prevede che il sistema esegua una serie di operazioni quantistiche, come la simulazione del comportamento di una molecola, poi “disturba” leggermente uno dei qubit e infine ripete le stesse operazioni in senso inverso. Confrontando i due risultati, è possibile misurare come un piccolo cambiamento influisca sull’intero sistema, un fenomeno che ricorda l’effetto farfalla. Questo approccio, spiega Thomas O’Brien, ricercatore del team, “consente di osservare con estrema precisione l’evoluzione di sistemi molecolari, impossibile da riprodurre con i calcolatori classici”.
L’algoritmo è stato eseguito su 65 dei 105 qubit di Willow, raggiungendo una velocità di calcolo 13.000 volte superiore rispetto a quella del supercomputer Frontier, mantenendo però un margine d’errore minimo, inferiore allo 0,1%. Per comprendere la portata di questo risultato, basta ricordare che nel 2019 Google aveva annunciato la “supremazia quantistica” con il chip Sycamore, ma in quell’occasione i test erano basati su esercizi privi di utilità pratica. Oggi, invece, le operazioni di Quantum Echoes forniscono dati verificabili e riproducibili, aprendo la strada a scenari applicativi reali.
Secondo Michel Devoret, premio Nobel e oggi capo scienziato per l’hardware quantistico di Google, il segreto di Willow risiede nella stabilità dei qubit e nel bassissimo tasso di errore, fattori che hanno reso possibile un esperimento di questo livello. “Nel 2019 solo lo 0,1% dei dati raccolti era corretto; oggi solo lo 0,1% può essere sbagliato”, ha dichiarato O’Brien.
Quantum Echoes, formalmente noto come out-of-time-order correlator, potrebbe migliorare tecniche come la risonanza magnetica nucleare (NMR), utilizzata in chimica e biologia per analizzare strutture molecolari. In test iniziali condotti con 15 qubit, l’algoritmo ha già prodotto modelli molecolari accurati, suggerendo applicazioni future nello sviluppo di farmaci, catalizzatori e batterie di nuova generazione. Hartmut Neven, fondatore di Google Quantum AI, si dice ottimista: “Entro cinque anni potremmo assistere alle prime applicazioni concrete rese possibili solo dai computer quantistici”.
