Il 15 ottobre 2026 Google Quantum AI ha annunciato di aver dimostrato la coltivazione di stati magici sul processore Willow, riferendo una riduzione degli errori di circa 40 volte rispetto agli stati non coltivati. Google afferma che restano necessari esperimenti su scala maggiore e altro lavoro ingegneristico prima di arrivare a un impiego pratico più ampio. (Annuncio di Google Quantum AI)
Che cosa fa la coltivazione di stati magici su Willow
La coltivazione parte da uno stato quantistico rumoroso, cioè soggetto a errori, e lo sottopone a misure tolleranti ai guasti. Con la post-selezione, i ricercatori conservano i tentativi che producono il risultato logico desiderato e scartano quelli con errori rilevati o con un esito diverso. Il risultato è uno stato T, una risorsa necessaria per implementare la porta T, un’operazione non di Clifford utile nel calcolo quantistico fault-tolerant.
Il preprint di Emma Rosenfeld e colleghi, pubblicato su arXiv il 15 dicembre 2025, descrive l’esperimento condotto sul processore superconduttore Willow, formato da 105 qubit transmon sintonizzabili disposti su una griglia quadrata. La coltivazione usa un codice colore di distanza 3. I 105 qubit descrivono il processore impiegato nell’esperimento, non il numero di qubit logici. (Il preprint dell’esperimento)
I ricercatori descrivono anche la tomografia kickback: un metodo di misura tollerante ai guasti che sfrutta la coltivazione per misurare lo stato lungo l’asse dello stato T e porre un limite alla sua fedeltà.
La riduzione degli errori e i tentativi scartati
Vicino a θ = π/4, il preprint riporta una probabilità di errore logico di 4,4(2) × 10⁻³ con la sola iniezione dello stato; per il circuito completo con coltivazione, il valore è compreso tra 1 × 10⁻⁴ e 2 × 10⁻⁴.
| Condizione sperimentale | Probabilità di errore logico vicino a θ = π/4 | Protocollo considerato |
| Sola iniezione | 4,4(2) × 10⁻³ | Iniezione dello stato, senza coltivazione |
| Circuito coltivato | Da 1 × 10⁻⁴ a 2 × 10⁻⁴ | Circuito completo con coltivazione |
Il preprint riporta anche una fedeltà dello stato T pari a 0,9999(1). È una misura della corrispondenza con lo stato quantistico desiderato, non un punteggio generico di accuratezza per i calcoli.
Il compromesso è nella selezione: a θ = π/4 viene conservato circa l’8% dei tentativi. Il risultato di alta fedeltà riguarda quindi gli stati che superano la post-selezione, non ogni tentativo iniziale.
Dal codice colore al codice di superficie
L’esperimento ha inoltre innestato lo stato coltivato dal codice colore di distanza 3 in una codifica di codice di superficie di distanza 5. Il passaggio fra i due codici mostra una transizione fra schemi di correzione degli errori: il codice colore è usato per la coltivazione, mentre il codice di superficie è la destinazione dell’innesto. È una dimostrazione sperimentale di questo passaggio, non un’architettura quantistica già portata su larga scala.
Che cosa resta prima della scalabilità
Google afferma che la coltivazione deve ancora essere dimostrata su scala maggiore. Il preprint indica fra i passi successivi l’implementazione in tempo reale delle porte T, codici con distanze maggiori e ulteriore lavoro sui decoder, che interpretano i risultati delle misure di correzione degli errori.
