Oltre l'orizzonte quantico: l'HPC accelera le simulazioni innovative della fotonica quantistica

Tempo di lettura: 2 minuti
Di Giovanni Dosa
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Visualizzazione del computer quantistico con onde energetiche dinamiche.

RomeRicercatori dell'Università di Paderborn hanno ottenuto progressi significativi nel campo della fotonica quantistica grazie all'uso di computer ad alte prestazioni per elaborare rapidamente esperimenti complessi. Utilizzando tecniche di calcolo avanzate, sono riusciti a effettuare la ricostruzione tomografica su rivelatori di fotoni, essenziali per misurare particelle di luce. Questo miglioramento consente un'analisi precisa ed efficiente di rivelatori di fotoni ad alta risoluzione, permettendone un uso pratico e avanzando la ricerca quantistica.

Aspetti chiave di questo sviluppo:

  • Utilizzo del calcolo ad alte prestazioni per la tomografia quantistica
  • Sviluppo di algoritmi open-source pensati per HPC
  • Possibili applicazioni nella caratterizzazione dell'hardware dei computer quantistici

Ricercatori dell'Università di Paderborn hanno compiuto notevoli progressi sviluppando algoritmi che superano le tradizionali limitazioni nei calcoli dei sistemi quantistici. Questi nuovi metodi consentono di elaborare rapidamente grandi quantità di dati, aprendo la strada a potenziali avanzamenti in settori come la tecnologia di misurazione e le comunicazioni dati. Collaborando all'interno della rete nazionale tedesca di calcolo ad alte prestazioni, il team ha riuscito a completare calcoli complessi con grandi set di dati in pochi minuti. Questa rapidità e portata sono essenziali per dimostrare la supremazia quantistica, dove i sistemi quantistici possono eseguire compiti impossibili per i computer classici.

Questi avanzamenti nella fotonica quantistica hanno effetti che vanno oltre i loro usi immediati. Hanno il potenziale di rivoluzionare settori che si basano fortemente sui dati, come la crittografia, la scienza dei materiali e l'intelligenza artificiale. Integrata con il calcolo ad alte prestazioni, la fotonica quantistica può aprire nuove strade per studiare gli aspetti quantistici della luce, migliorando precisione ed efficienza. Questo progresso aiuta a collegare la meccanica quantistica sperimentale con le applicazioni informatiche nel mondo reale, svolgendo un ruolo cruciale nello sviluppo di nuove tecnologie.

Fisici e informatici collaborano per realizzare nuove scoperte scientifiche. Stanno migliorando la tecnologia quantistica attuale e si preparano ai futuri cambiamenti tecnologici. L'Università di Paderborn si dedica alla ricerca quantistica di base, garantendo che queste tecniche e le loro applicazioni continueranno a evolversi, portando a nuove scoperte e innovazioni.

Lo studio è pubblicato qui:

http://dx.doi.org/10.1088/2058-9565/ad8511

e la sua citazione ufficiale - inclusi autori e rivista - è

Timon Schapeler, Robert Schade, Michael Lass, Christian Plessl, Tim J Bartley. Scalable quantum detector tomography by high-performance computing. Quantum Science and Technology, 2024; 10 (1): 015018 DOI: 10.1088/2058-9565/ad8511
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