Ricercatori dell’Università di Tokyo, dell’Università Johannes Gutenberg Mainz e dell’Università Palacký Olomouc hanno compiuto progressi significativi nel campo della computazione quantistica fotonica dimostrando un nuovo approccio nella costruzione di un computer quantistico. A differenza dei metodi tradizionali che si basano su singoli fotoni come qubit fisici, questa nuova tecnica utilizza un impulso luminoso generato da un laser, composto da più fotoni, offrendo migliorate capacità di correzione degli errori.
La ricerca innovativa del team, pubblicata sulla rivista Science, introduce il concetto di un qubit logico implementato attraverso un singolo impulso luminoso. Convertendo l’impulso laser in uno stato ottico quantistico, i ricercatori hanno ottenuto capacità intrinseche di correzione degli errori. Ciò significa che gli errori possono essere corretti immediatamente, eliminando la necessità di interazioni complesse tra singoli fotoni.
“Abbiamo bisogno solo di un singolo impulso luminoso per ottenere un robusto qubit logico”, ha spiegato il Professor Peter van Loock dell’Università Mainz. In questo nuovo approccio, un qubit fisico è già equivalente a un qubit logico, rappresentando un concetto notevole e unico nella computazione quantistica. Sebbene l’esperimento condotto presso l’Università di Tokyo non abbia raggiunto il livello richiesto di tolleranza agli errori, dimostra chiaramente il potenziale di trasformare qubit non universalmente correggibili in qubit correggibili utilizzando metodologie ottiche quantistiche all’avanguardia.
Rispetto ad altre tecnologie esistenti di computazione quantistica, l’approccio fotonico offre diversi vantaggi. A differenza dei sistemi superconduttori a stato solido, che richiedono temperature estremamente basse, i sistemi basati su fotoni operano a temperatura ambiente. Inoltre, i fotoni operano intrinsecamente ad elevate velocità, consentendo una computazione più veloce. Tuttavia, la sfida risiede nella prevenzione della perdita dei qubit e di altri errori, che può essere raggiunta accoppiando più impulsi luminosi a singolo fotone per formare qubit logici.
Sebbene lo sviluppo di computer quantistici funzionali affronti ancora ostacoli come il requisito di un gran numero di qubit fisici, questa ricerca innovativa apre nuove possibilità per il futuro della computazione quantistica. Sfruttando il potenziale degli impulsi luminosi generati da laser, gli scienziati sono un passo più vicini al raggiungimento di sistemi quantistici affidabili e scalabili.
Domande frequenti (FAQ)
1. Qual è il nuovo approccio per costruire un computer quantistico?
I ricercatori hanno dimostrato un nuovo approccio per costruire un computer quantistico utilizzando un impulso luminoso generato da un laser, composto da più fotoni anziché singoli fotoni come qubit fisici.
2. Cosa si intende per qubit logico?
Un qubit logico si riferisce all’implementazione di uno stato ottico quantistico utilizzando un singolo impulso luminoso, che offre capacità intrinseche di correzione degli errori.
3. Come viene raggiunta la correzione degli errori con questo nuovo approccio?
Convertendo l’impulso laser in uno stato ottico quantistico, gli errori possono essere immediatamente corretti, eliminando la necessità di interazioni complesse tra singoli fotoni.
4. Quali sono i vantaggi dell’approccio fotonico rispetto ad altre tecnologie di computazione quantistica?
L’approccio fotonico offre vantaggi come il funzionamento a temperatura ambiente e ad elevate velocità, consentendo una computazione più veloce rispetto ai sistemi superconduttori a stato solido. Ha inoltre il potenziale per prevenire la perdita dei qubit e altri errori accoppiando più impulsi luminosi a singolo fotone per formare qubit logici.
5. Quali sfide affronta l’approccio fotonico?
La principale sfida risiede nella prevenzione della perdita di qubit e altri errori. Nonostante ciò, la ricerca innovativa apre nuove possibilità per sistemi di computazione quantistica affidabili e scalabili.
Termini chiave:
– Computazione quantistica fotonica: Un metodo di computazione quantistica che utilizza fotoni come qubit.
– Qubit logico: Una rappresentazione di uno stato quantistico implementata attraverso un impulso luminoso, consentendo capacità di correzione degli errori.
– Impulso luminoso generato da laser: Un impulso di luce generato da un laser, composto da più fotoni.
Link correlati:
– Università di Tokyo
– Università Johannes Gutenberg Mainz
– Università Palacký Olomouc
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