Una delle cose interessanti dei qubit è che… beh, non si sa sempre con certezza dove si trovino. Questo non sorprende, dato che l’informatica quantistica è ancora nelle sue fasi iniziali di sviluppo. Pensiamo a quando si studiavano i transistor e si utilizzavano ingombranti apparecchiature di test per verificare se funzionassero effettivamente come previsto. Oggi, per i qubit, la situazione è più o meno la stessa.
L’idea è che serva molta messa a punto per capire se stiamo effettivamente “comunicando” con un qubit. Ho scritto “comunicando”, ma probabilmente “sussurrando” sarebbe stata una descrizione migliore, considerando che i qubit sono molto sensibili al rumore. In realtà, però, “comunicare con i qubit” si esprime convenzionalmente come “controllo e lettura”.
L’idea è semplice: per prima cosa, si sussurra al qubit a una determinata frequenza e si osserva se reagisce leggendo il “qubit”. A volte reagisce, a volte no, il che significa che trovare un qubit richiede molta messa a punto, ed è proprio a questo che i fisici quantistici e gli sperimentatori dedicano gran parte del loro tempo oggigiorno.
Crediti: Lettura del qubit tramite l’oscillatore parametrico di Josephson
La cosa più interessante è che, una volta “trovato” un qubit, il gioco continua, dovendo trovare un altro qubit tra un insieme di qubit situati in un processore, che chiameremo “QPU” o unità di elaborazione quantistica.
Crediti: Neils Bohr Institute
A prima vista sembra semplice, ma pensate alla difficoltà di dover comunicare simultaneamente con tutti quei qubit, senza creare interferenze tra i segnali. Ci sarebbe molto da dire al riguardo, ma questo esula dagli scopi di questo blog. Se foste interessati, potete iniziare con l’articolo Neural Network-Based Frequency Optimization for Superconducting Quantum Chips.
Ciò che dobbiamo ricordare è che, prima di creare un computer quantistico, dobbiamo essere in grado di produrre QPU con prestazioni prevedibili in termini di controllo e lettura dei qubit. Molto sta accadendo in questo campo al giorno d’oggi, quindi possiamo sicuramente aspettarci che questa sfida venga risolta entro i prossimi cinque anni.
Nel frattempo, c’è qualcosa di fantastico nel lavoro di ottimizzazione che deve essere svolto, ed è qui che entrano in gioco l’IA/ML. È un argomento che approfondiremo nel prossimo articolo. Quindi, rimanete sintonizzati!