Un team di ricercatori dell'Università di Innsbruck e dell'Accademia austriaca delle scienze ha sviluppato un modo per verificare l'output di un computer quantistico confrontandolo con l'output di un altro computer quantistico. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica , il gruppo descrive lo sviluppo e il test del loro approccio efficiente alla verifica dei dispositivi quantistici.

Mentre gli scienziati informatici si avvicinano alla creazione di un computer quantistico veramente utilizzabile, si trovano di fronte a un nuovo problema:come verificarne i risultati. Verificare i risultati di piccoli computer quantistici con pochi qubit è semplice:confrontare i risultati con l'output di un computer tradizionale. In un sistema con più qubit, però, questo approccio diventa irrealizzabile:richiede troppa potenza di calcolo tradizionale. Il punto centrale dell'informatica quantistica, Dopotutto, consiste nel risolvere problemi attualmente irrisolvibili dai computer tradizionali.

Un altro modo per verificare i risultati prodotti da un computer quantistico è confrontarli con l'output di un altro computer quantistico. Sfortunatamente, questo non è così semplice come sembra a causa della casualità intrinseca della meccanica quantistica. Anche computer quantistici identici non produrranno risultati identici. Con i computer quantistici, sono le probabilità per gli output che producono, piuttosto che le uscite, che sono gli stessi.

Gli sforzi precedenti per confrontare i risultati di due computer quantistici hanno in genere comportato la ricostruzione dei loro stati quantistici. Ma questo approccio diventa irrealizzabile man mano che i sistemi diventano più grandi:richiede 4 ⁿ misure per stimare gli stati di sistemi con n qubit. Un altro approccio prevede l'utilizzo di un parametro chiamato fedeltà. È definito come un parametro che descrive la sovrapposizione tra l'output di due computer quantistici. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno proposto un nuovo modo di utilizzare le misure di fedeltà per confrontare l'output di due computer quantistici.

Il nuovo approccio prevede innanzitutto la preparazione di uno stato iniziale per entrambi i computer. Prossimo, un'operazione casuale viene applicata a entrambi gli stati iniziali, e quindi entrambi i dispositivi vengono misurati. La casualità delle operazioni eseguite sul sistema assicura che tutti gli stati siano trattati in modo equo, prevenire l'introduzione di cattivi stati che potrebbero distorcere i risultati. I ricercatori hanno testato il loro approccio su un simulatore quantistico di ioni intrappolati a 10 qubit e hanno scoperto che forniva un'elevata fedeltà iniziale di 0,97. Col tempo, la fedeltà è diminuita, Sfortunatamente, a causa di complicazioni che coinvolgono molti stati corporei, ricadere a 0,7.

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