La perdita di informazioni può sembrare controintuitiva nell’informatica classica, dove la conservazione e l’elaborazione dei dati costituiscono le operazioni principali di un computer. Tuttavia, nel campo dell’informatica quantistica, scartare o perdere intenzionalmente determinati tipi di informazioni può effettivamente apportare benefici al processo computazionale complessivo. Questo concetto evidenzia una delle differenze fondamentali tra l’elaborazione dell’informazione classica e quella quantistica. Ecco due modi chiave in cui la perdita controllata di informazioni aiuta l’informatica quantistica:

1. Sovrapposizione e decoerenza quantistica:

La sovrapposizione quantistica è un concetto fondamentale della meccanica quantistica, poiché consente alle particelle di esistere in più stati contemporaneamente. Tuttavia, questa sovrapposizione è estremamente fragile e suscettibile all’interazione con l’ambiente, portando a un processo chiamato decoerenza. La decoerenza fa sì che il sistema collassi in un unico stato, distruggendo la sovrapposizione.

Progettando attentamente il circuito quantistico ed eliminando le informazioni associate agli stati quantistici inclini alla decoerenza, i ricercatori possono isolare efficacemente le informazioni quantistiche desiderate dal rumore ambientale. Questa perdita controllata di informazioni, sotto forma di stati decoerenti, aiuta a mantenere la coerenza quantistica, un fattore cruciale per calcoli quantistici affidabili ed efficienti.

2. Correzione dell'errore quantistico:

Le operazioni di calcolo quantistico sono soggette a vari tipi di errori, come inversioni di bit e inversioni di fase, a causa della loro sensibilità alle influenze esterne. Per mitigare questi errori, vengono impiegate tecniche di correzione degli errori quantistici (QEC). Queste tecniche comportano l'aggiunta di qubit ridondanti e la codifica delle informazioni in modo da consentire il rilevamento e la correzione degli errori.

Per implementare con successo il QEC, è necessario eliminare le informazioni danneggiate. “Eliminando via” strategicamente le informazioni errate e utilizzando le misurazioni della sindrome ottenute da qubit aggiuntivi, il computer quantistico può correggere gli errori senza compromettere le informazioni codificate. Questo sacrificio controllato di determinate informazioni consente la correzione degli errori e migliora la precisione complessiva dei calcoli quantistici.

In sintesi, la perdita controllata di informazioni svolge un ruolo cruciale nell’informatica quantistica preservando la coerenza quantistica e facilitando la correzione degli errori quantistici. Sebbene apparentemente contraddittorie con i principi dell’informatica classica, queste forme controllate di “perdita” di informazioni in realtà migliorano le capacità e l’affidabilità dei computer quantistici, aprendo la strada ad algoritmi e applicazioni quantistiche più avanzati.