La maggior parte dei computer quantistici utilizza la codifica binaria per archiviare informazioni in qubit, l'analogo quantistico dei classici bit 0 o 1. Limitarli a sistemi binari impedisce a questi dispositivi di raggiungere il loro vero potenziale.
Tenendo presente questo, un team guidato da Thomas Monz del Dipartimento di Fisica Sperimentale dell'Università di Los Angeles Università di Innsbruck ha sviluppato con successo un computer quantistico in grado di eseguire calcoli arbitrari con le cosiddette cifre quantistiche (qudit).
Con prestazioni simili a qubit processori quantistici, questo approccio consente la simulazione nativa di alta dimensionalità sistemi quantistici e un'implementazione più efficiente di algoritmi basati su qubit.
Questo nuovo computer quantistico memorizza le informazioni in singoli atomi di calcio intrappolati. Ogni atomo è costituito da otto stati diversi. In genere solo due di questi stati vengono utilizzati per archiviare informazioni. Anzi, quasi tutti esistenti computer quantistici hanno accesso a più stati quantistici di quelli che usano per il calcolo.
Thomas Monz ha detto: “Quasi tutti i computer quantistici esistenti hanno accesso a qualcosa di più stati quantistici di quelli utilizzati per il calcolo. Abbiamo sviluppato un computer quantistico in grado di sfruttare tutto il potenziale di questi atomi elaborando con qudit. Contrariamente al caso classico, l’utilizzo di più stati non rende il computer meno affidabile. I sistemi quantistici hanno naturalmente più di due stati e abbiamo dimostrato che possiamo controllarli tutti ugualmente bene”.
Martin Ringbauer, fisico sperimentale di Innsbruck, Austria, disse, “D’altro canto, molti dei compiti che richiedono computer quantistici, come problemi di fisica, chimica o scienza dei materiali, sono naturalmente espressi anche nel linguaggio qudit. Riscriverli per i qubit può spesso renderli troppo complicati per i computer quantistici di oggi. Lavorare con più di zero e uno è molto naturale, non solo per il computer quantistico ma anche per le sue applicazioni, permettendoci di sbloccare il vero potenziale dei sistemi quantistici”.
Riferimento della Gazzetta:
- Ringbauer, M., Meth, M., Postler, L. et al. Un processore quantistico universale qudit con ioni intrappolati. Naz. fisica. (2022). DOI: 10.1038/s41567-022-01658-0
