Uno dei problemi più difficili da risolvere per chi lavora ai computer quantistici è il rumore. I qubit, le unità di base di questi sistemi, sono estremamente sensibili all'ambiente che li circonda: basta una minima vibrazione, una variazione di temperatura o un'interferenza elettromagnetica per generare errori di calcolo. È un po' come cercare di ascoltare una stazione radio debole in una zona ricca di interferenze: il segnale c'è, ma va isolato dal rumore di fondo. Finora, per farlo, i ricercatori usavano tecniche che funzionavano ma richiedevano un numero enorme di ripetizioni dello stesso calcolo, un costo che cresceva così tanto da rendere l'operazione poco pratica sui circuiti più complessi.
Un gruppo di ricercatori IBM ha ora presentato un metodo che promette di ridurre drasticamente questo costo. Si chiama Spacetime PEC, dove PEC sta per "probabilistic error cancellation", ovvero cancellazione probabilistica dell'errore. L'idea alla base è semplice da spiegare, anche se la matematica dietro è complessa: invece di trattare tutti gli errori allo stesso modo, il nuovo metodo tiene conto sia di dove si verifica un errore nel circuito quantistico, sia di quando accade. Combinando questa informazione con un sistema di controllo che scarta in anticipo i calcoli chiaramente compromessi, i ricercatori sono riusciti a eliminare gran parte del lavoro superfluo prima ancora di applicare la correzione vera e propria.
Il risultato, testato su un processore superconduttore IBM a 27 qubit, è una riduzione fino a 63 volte del numero di ripetizioni necessarie per ottenere un risultato affidabile, rispetto al metodo di correzione tradizionale. Per dare un'idea concreta: in una delle simulazioni usate come banco di prova, il "costo" del calcolo è sceso da oltre 85mila unità di campionamento a poco più di 1.300. Non è soltanto un miglioramento incrementale, è il tipo di salto che può decidere se un calcolo è realizzabile in tempi ragionevoli oppure no.
Perché questo conta, al di là degli addetti ai lavori? Perché uno dei motivi per cui i computer quantistici non sono ancora strumenti di uso quotidiano è proprio questo: anche quando l'hardware funziona, il rumore rende i risultati poco affidabili o troppo costosi da ottenere. Ogni tecnica che riduce questo costo avvicina di un passo il momento in cui queste macchine potranno affrontare problemi reali, dalla progettazione di nuovi materiali alla simulazione di molecole complesse, con un'affidabilità paragonabile a quella dei computer classici. Non si tratta ancora di correzione d'errore piena, quella che permetterebbe macchine perfettamente stabili: è piuttosto un ponte intermedio, pensato per sfruttare al meglio l'hardware che abbiamo oggi, in attesa che quella tecnologia sia matura.
Resta da vedere se questo approccio ibrido reggerà su circuiti ancora più grandi e complessi di quelli usati nei test iniziali. Ma è un altro segnale di come, nella corsa al quantum computing, i progressi più decisivi non arrivino sempre da un salto nel numero di qubit, quanto da soluzioni ingegnose per convivere con i limiti dell'hardware attuale.