Glossario · Tecnologie quantistiche
Qubit logico
Un qubit protetto dagli errori, ottenuto combinando molti qubit fisici: qubit logici e qubit fisici sono due numeri diversi, e confonderli è l'errore più comune nei titoli sul calcolo quantistico.
- In inglese
- logical qubit
Significato di «qubit logico»
«Logico» è qui contrapposto a «fisico»: un qubit fisico è il singolo sistema quantistico reale — uno ione, un atomo, un circuito superconduttore — usato per rappresentare un qubit. Un qubit logico è invece un'unità costruita, non un componente singolo: nasce dalla correzione d'errore quantistica, la tecnica con cui più qubit fisici vengono combinati per comportarsi, insieme, come un unico qubit più affidabile.
Cosa vuol dire «qubit logico» in una notizia
Nelle notizie, quando si legge che una macchina ha «trenta qubit logici» si sta descrivendo un numero diverso, e molto più esigente, rispetto a «trenta qubit fisici»: ogni qubit logico richiede al suo interno diversi qubit fisici che lavorano insieme per correggere gli errori che altrimenti comprometterebbero il calcolo. I due numeri non sono confrontabili fra loro.
Come funziona, spiegato semplice
I qubit fisici sono fragili: perdono facilmente le proprietà quantistiche che li rendono utili, per effetto del rumore dell'ambiente circostante o di imperfezioni nell'hardware. Un calcolo che dura più di un istante, su un qubit fisico non protetto, accumula errori che ne rendono il risultato inutilizzabile.
La correzione d'errore quantistica affronta il problema distribuendo l'informazione di un qubit logico su più qubit fisici, in modo che errori su singoli qubit fisici possano essere individuati e corretti senza distruggere l'informazione codificata nell'insieme. Quanti qubit fisici servano per un qubit logico dipende dalla qualità dei qubit di partenza e dal metodo di correzione usato, e non è un numero fisso.
Per questo un annuncio che parla di qubit logici descrive, implicitamente, un sistema che contiene molti più qubit fisici di quanti se ne dichiarino. Confrontare il numero di qubit logici di una macchina con il numero di qubit fisici di un'altra, come se misurassero la stessa cosa, produce un confronto scorretto anche quando nessuno dei due numeri, preso singolarmente, è falso.
Come si usa
Compare nelle notizie sui progressi della correzione d'errore quantistica e negli annunci di nuovi sistemi, spesso in titoli che citano un numero di qubit senza specificare se logici o fisici — la distinzione va sempre cercata nel testo dell'annuncio originale.
L'errore più comune su «qubit logico»
Confrontare un numero di qubit logici con un numero di qubit fisici come se fossero la stessa grandezza. Non lo sono: ogni qubit logico è già il risultato della combinazione di più qubit fisici, quindi «trenta qubit logici» non si confronta con «trecento qubit fisici» come se il secondo numero fosse per forza più grande in termini di capacità.
Domande frequenti su «qubit logico»
- Cosa vuol dire qubit logico?
- È un qubit ottenuto combinando più qubit fisici attraverso la correzione d'errore quantistica, per renderlo più affidabile di un singolo qubit fisico non protetto.
- Che differenza c'è fra qubit fisico e qubit logico?
- Il qubit fisico è il singolo sistema quantistico reale, fragile e soggetto a errori. Il qubit logico è un'unità costruita combinando molti qubit fisici per correggere quegli errori.
- Perché non si può confrontare un numero di qubit logici con un numero di qubit fisici?
- Perché ogni qubit logico richiede già al suo interno diversi qubit fisici. I due numeri descrivono livelli diversi del sistema e non sono direttamente comparabili.
- Quanti qubit fisici servono per un qubit logico?
- Non è un numero fisso: dipende dalla qualità dei qubit di partenza e dal metodo di correzione d'errore usato.