IBM raggiunge la supremazia quantistica

Con il processore quantistico Eagle, IBM ha finalmente raggiunto la supremazia quantistica.

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a cura di Antonello Buzzi

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IBM, in occasione dell'annuale Quantum Summit, ha annunciato il raggiungimento della supremazia quantistica in contemporanea alla presentazione del suo ultimo Quantum Processor, nome in codice Eagle. Il nuovo processore quantistico è il primo al mondo a presentare più di 100 qubit operativi e connessi, 127 per l'esattezza. L'affermazione di IBM è appropriata: Eagle è, infatti, l'incarnazione della supremazia quantistica. Rappresenta quel momento di stupefacente presa di coscienza: quando problemi che prima non potevano essere risolti ora possono essere affrontati.

Il dottor Darío Gil, Senior Vice President e Director of Research di IBM, ha affermato:

L'arrivo del processore "Eagle" è un passo importante verso il giorno in cui i computer quantistici potranno superare i computer classici a un livello significativo. L'informatica quantistica ha il potere di trasformare quasi tutti i settori e aiutarci ad affrontare i maggiori problemi del nostro tempo. Questo è il motivo per cui IBM continua a innovare rapidamente la progettazione dell'hardware quantistico, creare modi per consentire ai carichi di lavoro quantistici e classici di potenziarsi a vicenda e creare un ecosistema globale indispensabile per l'adozione dell'informatica quantistica.

Le applicazioni per il calcolo quantistico, ora accelerate con IBM Eagle, possono essere trovate ovunque, dalle ottimizzazioni del machine learning alla modellazione di molecole (che coprono essenzialmente quasi tutti gli elementi della vita, dalla gastronomia molecolare ai materiali e substrati ingegneristici); ai campi di ricerca dell'industria farmaceutica ed energetica. Ora esiste un computer quantistico in grado di risolvere problemi computazionali che nessun sistema informatico classico può decifrare. Sfortunatamente, Eagle è ancora disponibile solo come dispositivo esplorativo su IBM Cloud, tramite la sua iniziativa IBM Quantum Network.

IBM Eagle si basa naturalmente sulle precedenti decisioni di progettazione dell'azienda. Segue il processore Hummingbird (2020) da 65 qubit e il processore Falcon da 27 qubit del 2019 e prende lezioni apprese da entrambe queste architetture per ottenere circuiti quantistici ancora più complessi di quanto fosse mai possibile prima. Mentre i qubit possono essere visti come l'equivalente dei core attuali, i circuiti quantistici rappresentano il modo in cui sono disposti quei core. Più qubit (core) possiede il sistema, più programmi complessi (strati di circuiti quantistici) possono essere eseguiti. IBM afferma che Eagle è così avanzato che se si dovesse descrivere lo stato quantistico dei 127 qubit di Eagle in un computer classico, si avrebbe bisogno di più bit di quanti atomi esistano in tutti i 7,5 miliardi di persone sulla Terra.

IBM sta investendo ulteriormente nel campo dell'informatica quantistica, avendo implementato il suo Quantum System One con vari partner. Presentato come il primo sistema di calcolo quantistico integrato al mondo, System One di IBM è stato usato con successo presso Fraunhofer-Gesellschaft, il principale istituto di ricerca scientifica tedesco e presso l'Università di Tokyo, in Giappone. IBM distribuirà anche il suo System One alla Cleveland Clinic, negli Stati Uniti. Inoltre, IBM Quantum ha annunciato una partnership con la Yonsei University di Seoul, in Corea del Sud, che vedrà l'esplorazione di un altro sistema di calcolo quantistico basato su IBM nel mondo accademico.

L'azienda ha ora annunciato la naturale evoluzione di System One. IBM Quantum System Two è già in fase di sviluppo e ci dà un assaggio di come potrebbe essere il futuro dell'informatica quantistica. IBM afferma che il sistema sarà in grado di ospitare il prossimo processore quantistico Osprey da 433 qubit e il Condor da 1.121 qubit previsto per il 2023. IBM sembra essere fiduciosa che questi saranno in grado di portarci verso l'ambita era di Quantum Advantage e che il System Two porterà davvero cambiamenti rivoluzionari alla base della risoluzione dei problemi tra industrie e settori: dal coordinamento della logistica del nostro sistema globale alla progettazione di batterie più efficienti.

Quantum System Two di IBM porterà anche a una maggiore attenzione alla modularità come fattore abilitante per la scalabilità. L'obiettivo è che il System Two sia in grado di fungere da veicolo di distribuzione per le iterazioni modulari e di nuova generazione dei prodotti di calcolo quantistico di IBM, consentendo alle distribuzioni di scalare fino a un certo punto. In quanto tale, il sistema integra le risorse che qualsiasi istituzione potrebbe aver bisogno di ridimensionare. Queste risorse includono l'elettronica di controllo (necessaria per la manipolazione dei qubit) e il raffreddamento criogenico (che consente alle proprietà quantistiche di temperature sotto lo zero di manifestarsi). L'azienda sta già cercando di capire come potrebbe essere un sistema di raffreddamento per un sistema da un milione di qubit; per ora, la risposta è un "super-frigorifero" alto 10 piedi e largo 6 piedi con nome in codice interno "Goldeneye" (il refrigeratore a diluizione più grande di qualsiasi altro oggi disponibile in commercio).