Molti dei fenomeni che osserviamo sulla Terra possono essere ricondotti a poche leggi fisiche fondamentali, descritte dalle equazioni di Maxwell e Schrödinger. La grande varietà che caratterizza il nostro mondo deriva dalla complessità che sorge quando numerose particelle interagiscono tra loro. Prevedere il loro comportamento, passando dagli atomi alle molecole e poi ai liquidi o ai solidi, diventa sempre più difficile. Negli ultimi quattro decenni, gli scienziati hanno scoperto una crescente varietà di materiali, come i superconduttori ad alta temperatura, con proprietà non convenzionali che non possono essere descritti da approcci tradizionali. Questi fenomeni esotici sono spesso attribuiti a forti interazioni elettrone-elettrone, che richiedono nuovi approcci per il loro studio. Per questa ragione, i ricercatori hanno sviluppato e applicato vari metodi numerici, tra cui il Monte Carlo quantistico e i tensor networks, per ottenere soluzioni approssimate a questi problemi complessi. Ciascun metodo presenta vantaggi e limiti, rendendo difficile determinare l'approccio ottimale per un determinato problema.

Un'ampia collaborazione di scienziati, guidata da Giuseppe Carleo (Ecole Polytechnique Federale di Losanna) e che comprende anche Federico Becca (Dipartimento di Fisica dell'Università di Trieste), ha introdotto un nuovo benchmark chiamato "V-score". Questa metrica fornisce un modo coerente per confrontare le prestazioni di diversi metodi quantistici sullo stesso problema. Inoltre, il V-score può identificare i sistemi quantistici più impegnativi, dove gli attuali metodi computazionali faticano e dove i metodi futuri (ad esempio, la computazione quantistica) potrebbero offrire un potenziale vantaggio. Il V-score è uno strumento prezioso per misurare i progressi nella risoluzione dei problemi quantistici e può aiutare a guidare gli sforzi futuri di ricerca evidenziando le sfide più difficili.

La collaborazione ha coinvolto 33 scienziati provenienti da 29 istituzioni, tra cui Sandro Sorella, tristemente scomparso prima della pubblicazione di questo lavoro. Sei dei ricercatori coinvolti sono cresciuti sotto la sua influenza, durante il dottorato presso la Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati di Trieste.

D. Wu et. al, Science 386, 296 (2024)

Immagine dalla rivista Science