Simulato il caos grazie a un computer quantistico

Simulato con successo il caos con un computer quantistico: un sistema nel quale gli atomi che si muovono in modi talmente complessi da essere un problema quasi impossibile da risolvere anche per i più potenti supercomputer tradizionali. Il risultato apre la strada a molte applicazioni ed è org/pdf/2411.00765">online su ArXiv, la piattaforma che ospita gli articoli scientifici non ancora revisionati. E' stato ottenuto con un computer quantistico della Ibm a 127 qubit e a ottenerlo è stato un gruppo di ricerca internazionale coordinato da Sergey Filippov, della startup finlandese Algorithmiq cofondata da due italiani, con la collaborazione dell'Università di Milano.

Prevedere il comportamento di tanti atomi che interagiscono tra loro, comprese le loro caratteristiche quantistiche, è una sfida troppo complessa per i computer tradizionali, ma è invece uno dei settori in cui i computer quantistici possono dare un'incredibile accelerazione, almeno sulla carta. Riuscire a fare questo tipo di simulazioni permetterebbe applicazioni che possono spaziare dalle previsioni meteorologiche con un'accuratezza senza precedenti, allo studio di turbolenze nei fluidi fino ai materiali superconduttori.

Per passare dalla teoria alla pratica ci sono ancora alcune difficoltà tecniche, in particolare è necessario limitare le fonti di errore, ossia disturbi alla purezza dei qubit, la versione quantum dei bit. Il nuovo lavoro guidato da Algorithmiq, startup che vede tra i suoi quattro fondatori gli italiani Sabrina Maniscalco e Matteo Rossi, ha permesso ora di risolvere uno di questi problemi.

Grazie al nuovo software sviluppato dai ricercatori di Algorithmiq, basato sulle cosiddette tensor network, i ricercatori sono stati in grado di simulare un esempio di caos quantistico' eseguendo ben 6.000 operazioni quantistiche eliminando quasi completamente gli errori. Proprio in una fase di transizione come quella attuale, in cui iniziano a esistere i primi computer quantistici sufficientemente potenti, i software (ossia i linguaggi di programmazione) potrebbero rivelarsi il fulcro per permettere un balzo decisivo a queste nuove macchine. In questo scenario, il traguardo appena raggiunto potrebbe rappresentare un punto di svolta capace di aprire concretamente le porte all'uso dei computer quantistici a una classe di problemi con potenziali grandi applicazioni.