Un gioco quantistico con limiti dimostrabili della fisica classica: test su 55 qubit di Quantinuum

Modificato da: Svitlana Velhush

Il computer quantistico di Quantinuum ha superato qualsiasi strategia classica in un gioco in cui l'approccio classico in linea di principio non può vincere, e ciò è confermato matematicamente, non con mere supposizioni.

Un team guidato da Marcello Benedetti e Harry Buhrman di Quantinuum nel Regno Unito ha sviluppato un gioco basato sul campionamento del complemento. Ogni possibile soluzione del problema viene segretamente divisa in due gruppi uguali, A e B. Al computer viene dato un elemento del gruppo A e gli si chiede di produrre un elemento del gruppo B. Una macchina classica può soltanto escludere la risposta ricevuta, ma non sa come sono distribuite le altre, e il problema diventa esponenzialmente più complesso con l'aumentare del numero di varianti.

Il computer quantistico mantiene l'intero insieme A in sovrapposizione — uno stato in cui tutte le varianti esistono simultaneamente — e con l'aiuto di un apposito circuito «scambiatore» lo trasforma direttamente nel suo complemento, dopodiché misura la risposta dal gruppo B. Il limite massimo delle prestazioni classiche qui è dimostrato in modo rigorosamente matematico, senza basarsi su ipotesi non dimostrate sulla complessità computazionale.

L'esperimento è stato condotto sui processori quantistici ionici H2 della società Quantinuum. Sono stati utilizzati migliaia di circuiti, scalati fino a 55 qubit. Nonostante il rumore dell'hardware reale, il sistema quantistico ha superato stabilmente il miglior risultato classico possibile, e il divario è cresciuto esponenzialmente con la dimensione del problema — in perfetto accordo con le previsioni teoriche.

A differenza dei test sulle disuguaglianze di Bell, questo metodo si verifica in modo efficiente, non dipende da presupposti non dimostrati e conserva il vantaggio all'aumentare della scala. Il rumore, che di solito ostacola la dimostrazione della supremazia quantistica, qui non ha impedito nulla: il vantaggio non faceva che rafforzarsi.

I risultati sono stati pubblicati su Nature Communications nel 2026. Essi aprono la strada a una verifica affidabile dei computer quantistici man mano che crescono e a futuri esperimenti di scambio di dati tra sistemi quantistici fisicamente separati attraverso un canale di comunicazione quantistico.

Ciò dimostra che il calcolo quantistico può non solo essere più veloce, ma anche risultare fondamentalmente irraggiungibile per i computer classici in problemi strettamente definiti.

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Fonti

  • A new game demonstrates quantum advantage with provable classical limits

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