Sintesi del progetto
QUOVADIS esplora l’uso di algoritmi quantistici del tipo Variational Quantum Algorithms (VQA) per individuare e preparare stati eccitati non termici, i cosiddetti many-body scar states. Il progetto risponde al bisogno di algoritmi ibridi capaci di operare sugli attuali dispositivi quantistici rumorosi, fornendo strumenti concreti per superare i limiti dell’hardware quantistico e aprendo la strada a nuove applicazioni nel sensing quantistico.
Obiettivi
Il progetto intende sviluppare metodi variazionali dedicati all’individuazione di stati quantistici eccitati e comprendere come i VQA possano selezionare many-body scar states, sviluppando algoritmi utilizzabili su hardware reale per verificare robustezza e potenziale applicativo in ambiti futuri del quantum sensing.
Problemi e necessità
Gli odierni computer quantistici non sono tolleranti agli errori e soffrono limiti di rumore ed entanglement. Sono quindi necessari algoritmi ibridi che, pur operando su hardware imperfetto, permettano di indirizzare stati quantistici di interesse e di diagnosticarne le proprietà fisiche.
Soluzioni sviluppate
Il progetto ha introdotto un nuovo motore per la risoluzione degli algitmi variazionale, denominato o-VQE, progettato per individuare stati quantistici eccitati e riconoscere la presenza di many-body scars. Il metodo è stato testato in simulazione e sperimentato su hardware quantistico reale, dimostrando la fattibilità della procedura anche in condizioni di rumore. L’approccio combina ottimizzazione classica e circuiti quantistici calibrati per lavorare nella regione centrale dello spettro.
Benefici e ricadute
La possibilità di identificare e preparare stati scars potrebbe potenziare il sensing quantistico, migliorando stabilità e resilienza dei protocolli in dispositivi NISQ. I risultati contribuiscono al progresso degli algoritmi ibridi e avvicinano l’uso pratico dei VQA a casi d’uso reali in ambito scientifico e tecnologico.
Settori che possono beneficiare
Oltre alla Quantum computing, i risultati del progetto sono d’interesse per la Ricerca Fondamentale e future applicazioni nel campo della Sensoristica Quantistica, offrendo strumenti replicabili anche in contesti formativi.
