Informatica quantistica tollerante agli errori
Gli attuali sviluppi in fisica quantistica dimostrano in modo straordinario il loro potenziale tecnologico. Nell'informatica quantistica la logica del mondo quantistico si potrebbe utilizzare per risolvere problemi computazionali complessi in modo più efficiente rispetto a qualsiasi altro mezzo. Tuttavia, la realizzazione del computer quantistico rimane una sfida, dato che tende agli errori. Di conseguenza, il progetto EDIQIP ha ricevuto finanziamenti dal programma Tecnologie della società dell'informazione per studiare l'influenza degli errori casuali di rumore e delle imperfezioni statiche nelle porte quantistiche. Le porte logiche che funzionano su bit quantistici, analoghi quantistici dei classici bit di informazione, vengono influenzate facilmente dalle loro interazioni con un ambiente non controllabile. La precisione dei calcoli quantistici viene ulteriormente influenzata dalla presenza di accoppiamenti statici residui tra bit quantistici. Per proteggere l'elaborazione dell'informazione quantistica da tali influenze indesiderate, negli ultimi anni sono stati sviluppati metodi potenti di correzione degli errori. Questi si sono concentrati soprattutto sulla decoerenza causata dagli accoppiamenti parassiti del processore dell'informazione quantistica con l'ambiente. Il metodo di correzione degli errori sviluppato dai partner del progetto EDIQIP è più generale, nel senso che corregge anche gli errori generati dall'accoppiamento tra bit quantistici. Si basa sull'applicazione casuale ripetuta degli operatori di Pauli a tutti i bit quantistici da elaborare. Le modifiche casuali ottenute e le modifiche di compensazione appropriate delle porte logiche quantistiche rallentano il decadimento rapido della fedeltà delle porte. Di conseguenza, il metodo di correzione degli errori casuali di Pauli (PAREC) aumenta molto l'intervallo temporale massimo dei calcoli quantistici affidabili. Inoltre, al contrario dei metodi convenzionali di correzione degli errori che sfruttano la ridondanza, il metodo PAREC non richiede qubit extra dato che i qubit disponibili vengono usati in modo ottimale.
