Il computer quantistico per applicazioni commerciali di grande scala potrebbe diventare realtà nel 2023: Ibm ha annunciato Eagle, un nuovo chip da 127 qubit, le unità di elaborazione del computer quantistico. A detta dell’azienda americana, permetterà ai sistemi quantistici di cominciare ad avere prestazioni superiori a quelli classici in alcuni compiti fra due anni e potrà garantire utilizzi commerciali.
Eagle è il chip quantistico più potente finora sviluppato. Un insieme di 127 qubit garantisce che il computer possa effettuare operazioni che i computer classici non riuscirebbero a fare in tempi ragionevoli, secondo Ibm.
Al momento il colosso americano non ha svolto una dimostrazione benchmark per provare che Eagle offra le prestazioni promesse sulla carta. Ma i 127 qubit potrebbero significare la svolta. La sfida del computer quantistico è infatti essere dotato di sufficiente potenza, ovvero qubit, che sono labili e decadono velocemente.
Nel 2019 Google ha dichiarato di aver raggiunto la “supremazia quantistica”, ovvero di essere riuscita a dimostrare la supremazia del computer quantistico sul supercomputer tradizionale, facendo svolgere al primo un compito che il secondo non saprebbe portare a termine. Il tutto però in una simulazione e senza ancora un’applicazione commerciale.
Le sfide del calcolo quantistico
I quantum computer sono calcolatori che sfruttano le leggi della fisica e della meccanica quantistica, quella che studia le particelle subatomiche. La loro unità fondamentale è il bit quantistico o qubit, legato allo stato in cui si trova una particella o un atomo e le cui peculiarità permettono di svolgere i calcoli in modo molto più veloce.
Infatti, mentre nel metodo computazionale classico ogni bit è rappresentato da zero o uno (sistema binario), nel computing quantistico il qubit può essere 0-1 o zero e uno contemporaneamente. Questo è possibile grazie alla sovrapposizione degli stati quantistici, che abilita i calcoli in parallelo (anziché uno alla volta), moltiplicando esponenzialmente potenza e velocità anche per calcoli estremamente complessi, riducendo i tempi di elaborazione da anni a minuti.
Oltre alla sovrapposizione di stati i qubit hanno altre proprietà specifiche che derivano dalle leggi della fisica quantistica come l’entanglement, cioè la correlazione tra un qubit ed un altro, da cui deriva una forte accelerazione nel processo di calcolo.
Lo stato subatomico crea anche delle problematiche che il quantum computing deve superare. La prima sfida è mantenere la qualità dei qubit, potenti ma delicati: perdono rapidamente le loro speciali qualità quantiche (in circa 100 microsecondi) a causa di fattori quali le vibrazioni e le fluttuazioni della temperatura dell’ambiente e le onde elettromagnetiche. Le particelle sono volatili e fragili, proprio perché cambiano stato, e potrebbero causare la perdita di dati e informazioni utili al processo di calcolo.
Per il funzionamento della tecnologia quantistica, inoltre, sono necessarie temperature molto basse vicino allo zero assoluto (circa -273° C).
Testa a testa Ibm e Google, vince chi arriva all’uso commerciale
Ibm corre per riuscire a portare sul mercato le applicazioni concrete. Al Consumer electronics show di Las Vegas 2019) l’azienda ha presentato il primo computer quantistico commerciale, l’Ibm Q System One che, tramite il cloud, può essere impiegato dalle aziende per applicazioni di business che vanno dai modelli finanziari al farmaco personalizzato, dalle previsioni metereologiche alla crittografia.
Lo scorso anno Ibm ha presentato una roadmap per il quantum computing che prevede che l’azienda riesca a produrre un processore quantistico da più di 400 qubit entro al fine del 2022 e unto con almeno 1.000 quit nel 2023. Si tratta in entrambi i casi di sistemi capaci di effettuare calcoli con vaste applicazioni di business.
In questa corsa al computer quantistico più potente Ibm deve vedersela con Google, che in California ha un Quantum Artificial Intelligence Lab dedicato alla ricerca e sviluppo quantistico. Il laboratorio unisce strettamente il lavoro di Big G sull’intelligenza artificiale e quello sul calcolo quantistico focalizzandosi sullo sviluppo di semiconduttori e algoritmi dedicati.
Nella ricerca sul quantum computing anche l’Italia svolge un ruolo di primo piano, come ha confermato di recente il risultato raggiunto da un team di ricercatori coordinato da Enrico Prati dell’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ifn) di Milano. Il gruppo di scienziati ha sviluppato, grazie all’intelligenza artificiale, un compilatore quantistico per programmare un algoritmo su qualsiasi computer quantistico basato su porte logiche. Il risultato, ottenuto dalla collaborazione con Matteo Paris dell’Università Statale di Milano e con Marcello Restelli del Politecnico di Milano, è stato pubblicato sulla rivista di Nature “Communications Physics”.
Cloud, Ibm si unisce a Aws per aziende dell’energia più sostenibili
Sul fronte del cloud, separatamente Ibm ha annunciato una partnership con Aws, che metterà insieme il prodotto di Ibm Open data for industries for Ibm Cloud Pak for data e il cloud di Aws per portare servizi ai clienti del settore energia. La soluzione rivolta all’industria oil&gas è costruita su Red Hat OpenShift e sarà gestita su Aws Cloud con lo scopo di semplificare la gestione dei carichi di lavoro sul cloud di Amazon e on-premises.
La collaborazione tra le due aziende mira a eliminare le barriere che oggi impediscono alle imprese dell’energia di accedere e analizzare i loro dati al fine di ridurre il loro impatto ambientale.
Ibm e Aws hanno anche detto di voler collaborare sullo sviluppo congiunto di nuove funzionalità dei loro prodotti cloud per dare ai clienti sempre più flessibilità di scelta su come gestire le loro applicazioni, se nel cloud o in server aziendali o in modalità ibrida.
