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I computer quantistici promettono di spingere l'informatica ben oltre ciò di cui sono capaci i computer di oggi, ma questo potenziale deve ancora essere realizzato. Nella loro ricerca di un modo per dimostrare la supremazia quantistica, i ricercatori che lavorano nel progetto PHOQUSING, finanziato dall'UE, stanno sviluppando un sistema computazionale ibrido basato sulla fotonica integrata all'avanguardia che combina processi classici e quantistici.
L'obiettivo del progetto è sviluppare una macchina di campionamento quantistico che metta l'Europa in prima linea nel calcolo quantistico fotonico. Con questo obiettivo in mente, il partner del progetto PHOQUSING QuiX Quantum nei Paesi Bassi ha creato il più grande processore fotonico quantistico compatibile con i punti quantici (cristalli semiconduttori di dimensioni nanometriche che emettono luce di vari colori quando illuminati da luce ultravioletta). Il processore è il componente centrale della macchina di campionamento quantistico, un dispositivo di calcolo quantistico a breve termine in grado di mostrare un vantaggio quantistico.
"Si ritiene che le macchine di campionamento quantistico basate sulla luce siano molto promettenti per mostrare un vantaggio quantistico", riporta una notizia pubblicata sul sito Web QuiX Quantum. "Il problema di prelevare campioni da una distribuzione di probabilità, matematicamente troppo complessa per un computer classico, può essere risolto facilmente lasciando che la luce si propaghi [sic] attraverso tali macchine di campionamento quantistico. Al centro delle macchine di campionamento quantistico ci sono lineari su larga scala interferometri ottici, ovvero processori fotonici."
Uno sguardo al chip
Il processore sviluppato dal team di ricerca è un chip fotonico al nitruro di silicio a 20 modalità "di dimensioni record" ottimizzato per l'uso nella gamma di lunghezze d'onda del vicino infrarosso, che opera a una lunghezza d'onda di 925 nanometri. Secondo un video webinar che presenta il processore, le 20 modalità di input con 190 celle unitarie e 380 elementi sintonizzabili probabilmente rendono questo processore il chip fotonico più complesso disponibile oggi. Oltre all'elevato numero di modalità, le caratteristiche chiave del processore fotonico quantistico includono basse perdite ottiche (di 2,9 decibel per modalità) e alta fedeltà (99,5% per matrici di permutazione e 97,4% per matrici Haar-random). Il processore chiavi in mano consente anche un'interferenza quantistica ad alta visibilità (98%).
Il Prof. Fabio Sciarrino afferma:"La consolidata tecnologia fotonica ad alte prestazioni fornita da QuiX Quantum è fondamentale per il successo del progetto in quanto risponde alla necessità della transizione dalla scienza alla tecnologia necessaria per lo sviluppo di utili calcoli quantistici". Il progetto riunisce sette partner provenienti da Francia, Italia, Paesi Bassi e Portogallo:cinque organizzazioni accademiche e di ricerca e due attori industriali, tutti leader europei nel campo dell'elaborazione delle informazioni quantistiche e della fotonica integrata. + Esplora ulteriormente
