Un team di ricerca dell’Università della Scienza e della Tecnologia della Cina (USTC) ha svelato Zuchongzhi-3, un computer quantistico superconduttore di 105 qubit che elabora i calcoli a velocità 1015 Times più veloce del supercomputer più potente di oggi e di un milione di volte più velocemente degli ultimi risultati di Google.
USTC cinese svela Zuchongzhi-3: un salto nella velocità di calcolo quantistico
Zuchongzhi-3 rappresenta un grande salto in avanti verso la supremazia quantistica. La macchina utilizza 105 qubit e 182 accoppiatori, dimostrando ordini di magnitudo di potenza computazionale oltre I risultati precedenti di Google. Lo studio, scritto da Jianwei Pan, Xiaobo Zhu, Chengzhi Peng e altri, è stato pubblicato come articolo di copertina in Lettere di revisione fisica.
La supremazia quantistica è definita come la capacità di un computer quantistico di eseguire compiti oltre le capacità dei computer classici. Nel 2019, il processore Sycamore da 53 qubit di Google ha completato un’attività di campionamento specifica in 200 secondi, un’attività stimata richiede 10.000 anni sul supercomputer più veloce di quel tempo.
Tuttavia, nel 2023, i ricercatori di USTC hanno mostrato algoritmi classici avanzati raggiungendo lo stesso compito in soli 14 secondi utilizzando oltre 1.400 GPU A100. Ora, con la memoria potenziata del supercomputer Frontier, questa attività può essere eseguita in soli 1,6 secondi, sfidando le premesse precedenti di supremazia quantistica da Google.
Specifiche tecniche
Basandosi sulle precedenti 66 qubit Zuchongzhi-2, Zuchongzhi-3 migliora in modo significativo le metriche delle prestazioni. Le caratteristiche chiave includono un tempo di coerenza di 72 microsecondi, fedeltà a gate a qubit singolo del 99,90%, fedeltà a due qubit del 99,62%e fedeltà di lettura del 99,13%. Questi miglioramenti consentono l’esecuzione di operazioni e calcoli più complessi.
Il team ha condotto un’attività di campionamento a circuito casuale a 32 strati da 83 qubit, raggiungendo una velocità computazionale che supera l’attuale supercomputer più potente di 15 ordini di grandezza. Inoltre, Zuchongzhi-3 ha sovraperformato gli ultimi risultati di calcolo quantistico di Google di sei ordini di grandezza, stabilendo un nuovo punto di riferimento nei sistemi quantistici superconduttori.
Seguendo questi progressi, i ricercatori dell’USTC sono focalizzati sulla correzione degli errori quantistici, l’entanglement quantistico, la simulazione quantistica e la chimica quantistica. Hanno implementato un’architettura Qubit a griglia 2D per migliorare l’interconnettività del qubit e le velocità di trasferimento dei dati. Attualmente stanno integrando il codice superficiale per la correzione dell’errore quantistico, a partire da un codice superficiale a distanza-7 e prevedono di estenderlo a distanze di 9 e 11.
La ricerca ha ottenuto consensi significativi. Un revisore lo ha descritto come benchmarking di un nuovo computer quantistico superconduttore con prestazioni all’avanguardia e ha osservato il sostanziale aggiornamento rispetto al precedente Zuchongzhi-2 di 66 qubit.
I collaboratori includevano il Shanghai Research Center for Quantum Sciences, Henan Key Laboratory of Quantum Information and Cryttography, China National Institute of Metrology, Jinan Institute of Quantum Technology, The School of Microelectronics presso l’Università Xidian e l’Istituto di fisica teorica sotto l’Accademia cinese delle scienze.
Credito immagine in primo piano: USTC
