Computer Quantistico Cos’è Come Funziona e Chi Ci Lavora

Cos’è un computer quantistico? I computer quantistici universali con milioni di bit quantici, o qubit – che possono rappresentare uno, uno zero o una combinazione lineare coerente di uno e zero – rivoluzionerebbero l’elaborazione delle informazioni per applicazioni commerciali e militari. Realizzare quella visione, tuttavia, è ancora lontana decenni. Il problema è che le prestazioni e l’affidabilità dei dispositivi quantici dipendono dal tempo in cui gli stati quantici sottostanti possono rimanere coerenti.
Se aspetti abbastanza a lungo, le interazioni con l’ambiente faranno in modo che lo stato si comporti come un sistema classico convenzionale, rimuovendo qualsiasi vantaggio quantico.

Spesso, questo tempo di coerenza è significativamente breve, il che rende difficile eseguire calcoli significativi.

Per sfruttare l’elaborazione delle informazioni quantistiche prima che esistano computer quantici completamente tolleranti ai guasti, DARPA ha annunciato oggi il suo programma Ottimizzazione con dispositivi Noisy a scala intermedia quantistica (ONISQ).

Questo sforzo perseguirà un concetto ibrido che combina un computer quantico di dimensioni intermedie con sistemi classici per risolvere un insieme particolarmente difficile di problemi noti come ottimizzazione combinatoria.

ONISQ cerca di dimostrare il vantaggio quantitativo dell’elaborazione dell’informazione quantistica facendo saltare le prestazioni dei sistemi solo classici nella risoluzione delle sfide di ottimizzazione.

Una giornata per i proponenti dei proponenti interessati è prevista per il 19 marzo 2019 presso l’Executive Conference Centre di Arlington, in Virginia: https://go.usa.gov/xEp8M

Computer Quantistico Cos'è Come Funziona e Chi Ci Lavora
Immagine: DARPA

Computer Quantistico Cos’è Come Funziona e Chi Ci Lavora

 

“Un numero di dispositivi quantici attuali con oltre 50 qubit esiste e dispositivi con più di 100 qubit sono previsti a breve”, ha dichiarato Tatjana Curcic, responsabile del programma presso l’ufficio di difesa della DARPA.

“La breve durata di vita di Qubits e il rumore nel sistema limitano il numero di operazioni che è possibile eseguire in modo efficiente, ma un nuovo algoritmo di ottimizzazione quantistica ha aperto la porta a un approccio ibrido quantistico / classico che potrebbe superare i sistemi classici”.

Risolvere i problemi di ottimizzazione combinatoria con un computer quantistico – con il loro numero sbalorditivo di potenziali combinazioni – è di notevole interesse per i militari.

Una potenziale applicazione sta migliorando il complesso sistema logistico mondiale dell’esercito, che include pianificazione, routing e gestione della supply chain in luoghi austere che non dispongono dell’infrastruttura da cui dipendono le società di logistica commerciale.

Le soluzioni ONISQ potrebbero anche avere un impatto sull’apprendimento automatico, sulla teoria della codifica, sulla fabbricazione elettronica e sul ripiegamento delle proteine.

I ricercatori ONISQ saranno incaricati di sviluppare sistemi quantistici scalabili a centinaia o migliaia di qubit con tempi di coerenza più lunghi e un migliore controllo del rumore.

Ai ricercatori verrà anche richiesto di implementare in modo efficiente un algoritmo di ottimizzazione quantistica su dispositivi quantici a scala intermedia rumorosa, ottimizzando l’allocazione di risorse quantistiche e classiche.

Anche il benchmarking farà parte del programma, con i ricercatori che effettuano un confronto quantitativo di approcci classici e quantistici. Inoltre, il programma identificherà le classi di problemi nell’ottimizzazione combinatoria in cui è probabile che l’elaborazione delle informazioni quantistiche abbia il maggiore impatto.

“Se avremo successo, il risultato di ONISQ sarà la prima dimostrazione di un aumento di velocità rispetto al miglior metodo classico per un problema utile”, ha detto Curcic.

ONISQ cerca team multidisciplinari con esperienza in fisica sperimentale e teorica, informatica e matematica applicata, tra gli altri. DARPA prevede di rilasciare una sollecitazione per l’annuncio di un’ampia agenzia (BAA) in diverse settimane all’indirizzo: http://go.usa.gov/Dom .

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