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Un team di ricercatori di AMD ha depositato la domanda per un brevetto inerente ad un'architettura per il calcolo quantistico efficiente e affidabile, grazie a un approccio multi-SIMD convenzionale (Single Instruction Multiple Data). Stando al documento, AMD sta lavorando ad una soluzione che mira a utilizzare il tele trasporto quantistico per aumentare l'affidabilità di un sistema quantistico, riducendo contemporaneamente il numero di qubit necessari per un dato calcolo. L'obiettivo è quello di ridurre sia i problemi di ridimensionamento che gli errori di calcolo derivanti dall'instabilità del sistema.
Ci sono due ostacoli principali sulla strada per lo sviluppo quantistico e l'eventuale supremazia quantistica: scalabilità e stabilità. Gli stati quantistici sono una materia volubile, così sensibile da poter perdere coerenza alla minima instabilità e la sensibilità di un sistema quantistico tende ad aumentare con la presenza di più qubit in un dato sistema. Il brevetto AMD, intitolato "Look Ahead Teleportation for Reliable Computation in Multi-SIMD Quantum Processor", mira a migliorare la stabilità quantistica, la scalabilità e le prestazioni in modi nuovi e più efficienti. Descrive un'architettura quantistica basata su regioni di elaborazione quantistica: aree del chip che contengono o possono contenere qubit, in attesa del loro turno sulla pipeline di elaborazione. L'approccio di AMD mira a migliorare le architetture quantistiche esistenti riducendo effettivamente il numero di qubit necessari per eseguire calcoli complessi, tramite il concetto del tele trasporto quantistico.
Il design di AMD mira a tele trasportare i qubit in tutte le regioni, consentendo ai carichi di lavoro che teoricamente richiederebbero l'esecuzione in-order di poter essere elaborati con un approccio out-of-order. Ricordiamo che l'esecuzione in-order presenta dipendenze tra un'istruzione e la successiva, il che significa che un carico di lavoro deve essere elaborato in sequenza, con passaggi successivi che dipendono dalla completa elaborazione del passaggio precedente e il suo risultato deve essere noto prima che il chip possa procedere. Come potete immaginare, ci sono risorse (in questo caso, qubit) che rimangono inattive finché non è giunto il momento di eseguire il passaggio al calcolo successivo. D'altra parte, l'esecuzione out-of-order analizza un determinato carico di lavoro, individua quali parti di esso dipendono dai risultati precedenti e quali no, ed esegue ogni passaggio dell'istruzione che non richiede un risultato precedente, migliorando così prestazioni tramite un maggiore parallelismo.
Il brevetto di AMD include anche un processore look-ahead integrato nell'architettura, che ha il compito di analizzare il carico di lavoro di input, prevedere quali passaggi possono essere affrontati in parallelo e distribuisce adeguatamente il carico di lavoro tra i qubit, utilizzando una tecnica di tele trasporto quantistico per inviarli all'elaborazione quantistica richiesta, basata su regioni SIMD. Il modo in cui avviene questo tele trasporto quantistico non è descritto nel brevetto.
Per il momento, ovviamente, non ci resta altro che attendere ancora svariati mesi per scoprire cosa ci attende per il futuro del Quantum Computing.