Introduzione
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Il calcolo quantistico ha il potenziale per consentire soluzioni efficienti a problemi computazionali per cui non esistono algoritmi classici efficienti, e forse non ne esisteranno mai. Esistono tuttavia sfide molto significative da superare prima di poter implementare in modo affidabile il tipo di calcoli quantistici su larga scala che un giorno speriamo di rendere possibili.
Il punto cruciale è che l'informazione quantistica è estremamente fragile — basta letteralmente guardarla per rovinarla. Per questo motivo, affinché funzionino correttamente, i computer quantistici devono isolare in modo estremo le informazioni quantistiche che memorizzano dall'ambiente circostante. Allo stesso tempo, però, i computer quantistici devono garantire un controllo molto preciso su queste informazioni quantistiche, compresa una corretta inizializzazione, operazioni unitarie accurate e affidabili, e la capacità di eseguire misurazioni per ottenere i risultati del calcolo. Tra questi requisiti esiste chiaramente una tensione, e nei primi tempi del calcolo quantistico alcuni ritenevano che la fragilità dell'informazione quantistica, e la sua suscettibilità sia alle imprecisioni che al rumore ambientale, avrebbe reso impossibile il calcolo quantistico nel lungo periodo.
Oggi, c'è ben poco dubbio che costruire un computer quantistico accurato, affidabile e su larga scala sia una sfida immensa. Ma disponiamo di uno strumento fondamentale che ci aiuta in questa impresa — la correzione degli errori quantistici — il che porta la maggior parte degli esperti del settore a essere ottimisti sulla possibilità che un giorno il calcolo quantistico su larga scala diventi realtà .
In questo corso studieremo la correzione degli errori quantistici, con un focus sui fondamenti. In questa lezione daremo un primo sguardo alla correzione degli errori quantistici, incluso il primo codice correttore di errori quantistici mai scoperto — il codice di Shor a 9 qubit — e discuteremo anche un concetto fondamentale nella correzione degli errori quantistici noto come discretizzazione degli errori.
Video della lezione​
Nel video seguente, John Watrous ti guida attraverso i contenuti di questa lezione sulla correzione degli errori quantistici. In alternativa, puoi aprire il video su YouTube in una finestra separata. Scarica le slide di questa lezione.