Dicembre 3, 2021

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IBM ha annunciato il più potente processore quantistico superconduttore di sempre

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Di recente vi abbiamo parlato dell’ultimo sviluppo della China University of Science and Technology, che ha progettato Processore quantistico con 66 qubit (Quantum Bits) – 13 in più rispetto al chip Sycamore di Google. Ma in un annuncio travolgente, IBM ha rivelato un prototipo che è quasi il doppio delle dimensioni, con 127 qubit. L’Aquila è chiamata, e quindi sarebbe, in teoria, il più potente processore quantistico superconduttore al mondo.

I supercomputer più recenti possono riprodurre i risultati di un computer quantistico da 5 a 20 qubit, ma da 50 qubit è un compito impossibile. Questo va oltre quello di una forma “semplificata” di superiorità (o caratteristica) quantistica (che sistemi precedenti come il processore cinese Zuchongzhi avrebbero potuto ottenere) risolvendo un problema matematico complesso, ad esempio.

In effetti, si possono considerare queste dichiarazioni davvero insincere dato che questa soglia non è così costante come si pensava fino a poco tempo fa, perché ora è possibile “simulare” il comportamento di un computer quantistico utilizzando computer convenzionali che superano i 49 qubit, in particolare grazie a tecniche matematiche.

In ogni caso, per dimostrarsi “migliore” come suggerisce IBM, questo nuovo processore chiamato Eagle dovrebbe essere in grado di risolvere più velocemente gli stessi problemi matematici che i suoi concorrenti hanno precedentemente risolto. Tuttavia, la “potenza computazionale” testata in questo contesto è limitata a un preciso tipo di applicazione computazionale.

In altre parole, al momento, i computer quantistici non possono essere utilizzati in situazioni pratiche comuni, per non parlare delle dimensioni e della complessità dei sistemi quantistici esistenti. Per questo molti team di ricerca in tutto il mondo stanno cercando di innovare proponendo nuove architetture.

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Eagle, il primo elemento costitutivo dell’informatica quantistica pratica?

Ma prima c’era molta strada da fare, soprattutto perché gli attuali sistemi quantistici contengono solo una quantità molto limitata di qubit. Per questo, la ricerca si concentra principalmente su questo problema, con l’obiettivo di produrre processori più potenti e più piccoli.

Il processore Eagle di IBM si adatta perfettamente allo sforzo. Con 127 qubit, è ora il più grande processore quantistico superconduttore, e quindi il più potente in teoria. Ogni qubit aggiuntivo aggiunto a un computer quantistico rappresenta un significativo progresso in termini di capacità, a differenza dei computer convenzionali che sono linearmente più potenti. Il qubit extra raddoppia efficacemente la potenza potenziale del processore. Con 61 qubit in più rispetto al processore cinese, l’Eagle svilupperà teoricamente migliaia di volte più potenza.

Esistono tre tipi principali di qubit: superconduttori, ioni intrappolati e fotoni. Negli ultimi anni, l’informatica quantistica si è concentrata principalmente sui qubit superconduttori, una delle tecnologie chiave supportate da Google e IBM. ” Con Eagle, abbiamo dimostrato che possiamo scalare e che possiamo iniziare a generare abbastanza qubit per avere abbastanza potenza di calcolo per risolvere problemi interessanti. È un punto di partenza per macchine più grandi Spiega Bob Sutter di IBM. Tuttavia, il principale svantaggio dei qubit superconduttori è la necessità di svilupparli in un ambiente con temperature prossime allo zero assoluto (-273,15 °C).

Prossimi dettagli…

Tuttavia, è difficile confrontare la potenza del chip IBM con quella dei processori precedenti. Google e USTC hanno utilizzato un benchmark comune per valutare i loro chip, che prevedeva la simulazione di un circuito quantistico e il campionamento di numeri casuali dal suo output. IBM afferma di aver creato un processore più programmabile e adattabile, ma non ha ancora pubblicato un articolo accademico che ne descriva le prestazioni o le capacità.

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Secondo alcuni esperti, mentre è interessante valutare le prestazioni basandosi esclusivamente sul numero di qubit, ci sono una serie di altre metriche che vale la pena considerare, nessuna delle quali è stata ancora rilasciata per Eagle. Infatti, oltre alla capacità, il processore deve anche essere efficiente nel suo nucleo.

Tabella di marcia delle tecnologie IBM Quantum. © IBM

Ma IBM non si ferma qui: l’azienda ha detto che spera di mostrare un processore da 400 kilobit l’anno prossimo e di rompere la barriera dei 1.000 kilobit l’anno successivo con il suo chip Condor, che dice che “finalmente” gli consentirà di raggiungere il “vero supremazia quantistica.” , dovrebbe raggiungere il limite dello scaling, che richiederà la progettazione di computer quantistici basati su reti di processori collegati a fibre ottiche. Solo così si potrà liberare il potenziale dell’informatica quantistica.