Un team di fisici dell'Università di Aalto ha superato i limiti del calcolo quantistico raggiungendo un tempo di coerenza record di un millisecondo in un qubit transmon, segnando un notevole passo avanti nel settore.
Guidato dal Professor Mikko Möttönen, il gruppo di ricerca Quantum Computing and Devices (QCD) ha misurato un tempo massimo di coerenza echo di 1,06 millisecondi, con una mediana di 0,5 millisecondi. Questo risultato supera nettamente i precedenti record scientifici, che si avvicinavano solo a 0,6 millisecondi.
"Abbiamo appena misurato un tempo di coerenza echo per un qubit transmon che ha raggiunto al massimo un millisecondo, con una mediana di mezzo millisecondo", ha dichiarato Mikko Tuokkola, il dottorando che ha condotto e analizzato le misurazioni. I risultati del team sono stati pubblicati sulla prestigiosa rivista Nature Communications l'8 luglio.
Il tempo di coerenza di un qubit è un parametro fondamentale nel calcolo quantistico, poiché determina quanto a lungo un bit quantistico può mantenere il proprio stato prima che si verifichino errori dovuti al rumore ambientale. Una coerenza più lunga permette ai computer quantistici di eseguire operazioni più complesse senza errori e riduce le risorse necessarie per la correzione degli errori quantistici, avvicinando i ricercatori al raggiungimento di un calcolo quantistico tollerante agli errori.
La scoperta è stata resa possibile grazie a qubit transmon di alta qualità, realizzati nelle cleanroom dell’Università di Aalto utilizzando film superconduttori forniti dal Technical Research Centre of Finland (VTT). I ricercatori hanno documentato dettagliatamente il loro approccio per renderlo riproducibile da gruppi di ricerca di tutto il mondo.
"I computer quantistici sono sul punto di diventare utili grazie all’aumento della coerenza e della fedeltà dei qubit", ha spiegato il Professor Möttönen. "Le prime applicazioni sembrano orientarsi verso la risoluzione di problemi matematici complessi ma brevi, come quelli di ottimizzazione binaria di ordine elevato." Prevede applicazioni industriali e commerciali entro i prossimi cinque anni, inizialmente tramite algoritmi NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum) e successivamente su macchine con una leggera correzione degli errori.
Questo risultato si inserisce nelle più ampie iniziative finlandesi nel campo della tecnologia quantistica, tra cui il Finnish Quantum Flagship e il Centro di Eccellenza in Tecnologia Quantistica dell’Accademia di Finlandia. Per accelerare futuri progressi, il gruppo QCD ha aperto posizioni per un membro senior dello staff e due ricercatori post-dottorato.