Un team di ricercatori cinesi dell’Università di Scienza e Tecnologia della Cina (USTC) ha presentato Zuchongzhi 3.0, un processore quantistico superconduttore con 105 qubit, segnando un significativo avanzamento nel campo del calcolo quantistico.
La supremazia quantistica si riferisce al punto in cui un computer quantistico supera le capacità dei supercomputer classici in compiti specifici. Nel 2019, Google aveva annunciato che il suo processore quantistico Sycamore aveva completato un compito di campionamento di circuiti casuali in 200 secondi, un’operazione che, secondo le stime, avrebbe richiesto circa 10.000 anni al miglior supercomputer classico dell’epoca.
Zuchongzhi 3.0 ha ora superato questo traguardo in modo significativo. Durante i test, il processore ha eseguito un compito di campionamento di circuiti casuali utilizzando 83 qubit e 32 cicli, completando l’operazione in pochi secondi. Si stima che un supercomputer classico impiegherebbe circa 6,4 miliardi di anni per replicare lo stesso compito, evidenziando un vantaggio computazionale quantistico senza precedenti.
Zuchongzhi 3.0 rappresenta un notevole miglioramento rispetto al suo predecessore, Zuchongzhi 2.0. Il nuovo processore integra 105 qubit e 182 accoppiatori su un singolo chip, con una disposizione a griglia rettangolare 15×7 che migliora la connettività e l’efficienza del trasferimento dati. Le prestazioni del processore sono state ottimizzate attraverso miglioramenti nella progettazione dei qubit e nei processi di fabbricazione, utilizzando materiali come il tantalio e l’alluminio per ridurre il rumore e aumentare la coerenza.
Le metriche chiave del processore includono un tempo di rilassamento (T1) di 72 microsecondi, un tempo di dephasing (T2) di 58 microsecondi, una fedeltà delle porte a singolo qubit del 99,90% e una fedeltà delle porte a due qubit del 99,62%. Questi miglioramenti consentono al processore di eseguire operazioni più complesse con maggiore precisione e stabilità.
Il progetto Zuchongzhi 3.0 è il risultato della collaborazione tra diverse istituzioni, tra cui il Centro di Ricerca di Shanghai per le Scienze Quantistiche e l’Accademia Cinese delle Scienze. Il team di ricerca sta attualmente esplorando direzioni come la correzione degli errori quantistici, l’entanglement quantistico, la simulazione quantistica e la chimica quantistica. Sono in corso ricerche sul codice di superficie per la correzione degli errori, con l’obiettivo di aumentare ulteriormente l’integrazione e il controllo dei qubit.