Svelato un supercomputer quantistico "20.000 volte più potente" di quelli attuali: a cosa serve

In ambito tecnologico, la competizione tra aziende e nazioni per essere le prime a presentare i principali progressi che stanno rimodellando il mondo è una vera e propria corsa. E la corsa al calcolo quantistico è oggi la più in rapida crescita e sorprendente.

Meno di tre mesi dopo il lancio del supercomputer cinese Zuchongzhi 3.0 , IBM ha presentato Quantum Starling, "il primo supercomputer quantistico su larga scala e fault-tolerant al mondo", secondo l'azienda con sede ad Armonk, New York.

Con questa potente macchina del futuro, si prevede di eseguire 20.000 volte più operazioni rispetto agli attuali computer quantistici .

Secondo quanto riferito dal produttore, la macchina cinese ha 105 qubit ed è in grado di eseguire calcoli che le attuali versioni americane impiegherebbero circa 6 miliardi di anni per completare.

L'azienda americana ha decifrato il codice per scalare la correzione degli errori quantistici. IBM Starling sarà in grado di eseguire 100 milioni di operazioni quantistiche utilizzando 200 qubit logici . Si baserà su un rivoluzionario codice di correzione degli errori (noto come codice LDPC), recentemente pubblicato sulla copertina della rivista Nature.

Proprio come nell'informatica classica, i computer quantistici necessitano della correzione degli errori per risolvere problemi realmente utili.

Per decenni, un altro codice di correzione degli errori, comunemente noto come codice di superficie , è stato considerato il metodo principale. Tuttavia, questo codice è problematico e difficilmente scalabile alle dimensioni necessarie per raggiungere la tolleranza agli errori.

Il nuovo codice "risolve il problema di scalabilità nel calcolo quantistico. È stato progettato per ridurre del 90% il sovraccarico necessario per la correzione degli errori e rappresenta il primo percorso credibile verso un sistema quantistico così potente", ha spiegato l'azienda.

Il nuovo sistema IBM sarà ospitato nel nuovo centro dati quantistico IBM di New York e sarà disponibile per gli utenti nel 2029.

Implementando una correzione degli errori scalabile per raggiungere la tolleranza ai guasti, a volte definita "il Santo Graal dell'informatica quantistica", Starling aprirà nuovi e vasti territori matematici.

Sarà in grado di eseguire algoritmi che potrebbero accelerare notevolmente l'efficienza in termini di tempi e costi in una varietà di settori, tra cui lo sviluppo di farmaci, la scoperta di materiali, la chimica, la logistica e l'ottimizzazione finanziaria, tra gli altri.

"Non ci sono più dubbi su come o quando raggiungeremo la tolleranza agli errori. Nei prossimi quattro anni, il nostro team affronterà l'ambizioso compito di costruire l'architettura che stiamo progettando oggi", promette IBM.

Hanno aggiunto: "Nei prossimi quattro anni, lanceremo processori quantistici sempre più grandi e interconnessi , ognuno dei quali soddisferà i criteri specifici stabiliti dalla ricerca IBM su come scalare la tolleranza ai guasti. Insieme, questi progressi si combineranno per formare Starling".

IBM ha collaborato con oltre 600.000 utenti e quasi 300 organizzazioni per comprendere come rendere disponibile l'informatica quantistica utile al mondo.

La competizione tra Cina e Stati Uniti nel campo quantistico si è intensificata nell'ultimo decennio. Nel 2019, Google ha sbalordito il mondo presentando Sycamore , il primo processore a raggiungere la supremazia quantistica, risolvendo in 200 secondi un problema che si stima impiegherebbe un supercomputer classico a risolvere in 10.000 anni.

Tuttavia, con l'introduzione di Zuchongzhi 3.0, la Cina ha dimostrato prestazioni senza precedenti, superando i traguardi precedenti e riconquistando la leadership in un ambiente in cui le grandi aziende hanno tutte le risorse per superare i propri rivali.

Per decenni, l'informatica classica, basata su transistor e bit, ha rappresentato la spina dorsale dello sviluppo tecnologico. Tuttavia, con l'aumentare della complessità dei problemi da risolvere, è emersa una nuova promessa: l'informatica quantistica, una tecnologia in grado di eseguire in pochi secondi calcoli che i supercomputer attuali impiegherebbero migliaia di anni.

A differenza dei computer tradizionali, che elaborano le informazioni in bit (valori pari a 0 o 1), i computer quantistici operano con i qubit , unità che possono trovarsi in più stati contemporaneamente grazie ai principi di sovrapposizione e di entanglement propri della meccanica quantistica. Ciò consente loro di esplorare numerose soluzioni contemporaneamente e risolvere problemi di enorme complessità.