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AMD vuole brevettare il tele trasporto per il Quantum Computing

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.

Credit: AMD
AMD Threadripper Pro 5995WX

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.

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chip copertina

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.