Ricercatori del Flatiron Institute e della Boston University hanno risolto un problema di fisica quantistica su un normale computer portatile, un compito che in precedenza si riteneva richiedesse un computer quantistico. Il team ha utilizzato reti tensoriali per comprimere la funzione d'onda di centinaia di qubit entangled, e i risultati hanno corrisposto alle previsioni teoriche.
Il Problema che Richiedeva un Computer Quantistico
Simulare il comportamento di molti qubit entangled è notoriamente difficile per i computer classici. All'aumentare del numero di qubit, la quantità di dati necessaria per descrivere il loro stato quantistico cresce in modo esponenziale. Per centinaia di qubit, questi dati supererebbero la memoria di qualsiasi computer classico. Per questo motivo, tali simulazioni erano considerate un compito per computer quantistici, che gestiscono naturalmente l'entanglement.
Come le Reti Tensoriali Hanno Reso Possibile il Risultato
Il team del Center for Computational Quantum Physics ha utilizzato reti tensoriali, uno strumento matematico in grado di rappresentare un grande stato quantistico in forma compressa. Sfruttando la struttura dell'entanglement, hanno ridotto la funzione d'onda a una dimensione compatibile con la memoria di un laptop. La compressione non ha sacrificato l'accuratezza: l'output del portatile ha corrisposto esattamente alle previsioni teoriche.
Cosa Significano i Risultati del Laptop
Questo lavoro dimostra che alcuni problemi quantistici possono essere affrontati con metodi classici, ampliando potenzialmente la gamma di problemi risolvibili senza hardware quantistico. Non significa che i computer quantistici siano obsoleti: essi rimangono superiori in compiti come la fattorizzazione di grandi numeri o la simulazione di certi sistemi quantistici. Ma per simulazioni specifiche, un algoritmo classico ben scelto può andare oltre le aspettative.
I ricercatori non hanno annunciato i prossimi passi, ma l'approccio potrebbe essere applicato ad altri sistemi quantistici. La domanda ora è: quanti altri problemi, ritenuti risolvibili solo con computer quantistici, potrebbero in realtà essere affrontati su un laptop?
