Lustro di hardware e software per computer quantistici

IBM ha presentato il suo sistema di calcolo quantistico più potente, Osprey, una macchina da 433 qubit che supporta un numero di qubit tre volte superiore a quello dell'attuale sistema Eagle, e ha ribadito l'intenzione di lanciare una macchina da 1.121 qubit chiamata Condor. Processori Qubit nel 2023.

In occasione dell'IBM Quantum Summit 2022, l'azienda ha anche dichiarato che sta continuando a sviluppare una piattaforma quantistica modulare chiamata System Two, che combina più processori in un sistema con nuovi collegamenti di comunicazione. IBM ha dichiarato che utilizzerà un cloud ibrido Middleware per integrare i flussi di lavoro quantistici e classici.

Inoltre, IBM ha dichiarato che continuerà a prototipare applicazioni software quantistiche per casi d'uso specifici. Secondo IBM, entro il 2025 gli sviluppatori saranno in grado di esplorare applicazioni di apprendimento automatico quantistico e altro ancora.

Big Blue sta seguendo una roadmap quantistica definita all'inizio di quest'anno che fissa obiettivi a lungo termine. Tra questi c'è lo sviluppo di un sistema da 4.000 qubit entro il 2025, costruito a partire da un cluster di processori quantistici, e la collaborazione con i partner per sviluppare un software in grado di controllare i sistemi quantistici e di collegarli in rete, eliminando gli errori che possono rallentare gli sforzi quantistici.

“Oggi vediamo tre aree di applicazione principali per i computer quantistici: la simulazione della natura, come i materiali e la chimica; la soluzione di problemi legati alle strutture di dati, come alcuni nell'ottimizzazione e nell'apprendimento automatico; e i problemi nella matematica pura e nella teoria dei numeri”, ha dichiarato Oliver Dial, chief hardware architect di Quantum. “È qui che vediamo casi d'uso immediati. Ma più persone useranno la quantistica, più casi d'uso verranno individuati”.”

Mentre i progressi nell'hardware hanno guidato lo sviluppo degli aghi quantistici, il software svolgerà un ruolo importante nel progresso della tecnologia.

Questa settimana, IBM ha anche rilasciato un aggiornamento beta per Qiskit Runtime, che IBM definisce “un servizio di calcolo quantistico e un modello di programmazione che consente agli utenti di ottimizzare i carichi di lavoro ed eseguirli in modo efficiente su sistemi quantistici su larga scala”. L'aggiornamento include ora una funzione che consente agli utenti di scambiare la velocità con una semplice modifica dell'API per ridurre il numero di errori.

“I computer quantistici hanno tassi di errore più elevati rispetto ai computer classici a causa della natura sottile degli stati quantistici”, ha detto Dial. “In genere si parla di fedeltà dei gate, ovvero della percentuale di volte in cui un computer quantistico fornisce la risposta corretta dopo un'operazione. Oggi lo stato dell'arte è circa il 99,9%, ovvero un errore ogni mille gate”, ha detto Dial.

“Tecniche come la mitigazione degli errori ci consentono di aumentare la fedeltà effettiva del dispositivo eseguendo il circuito più volte e combinando le risposte, permettendoci di trovare un compromesso tra qualità e scala/velocità. Per l'utente, questo rende Quantum più flessibile da usare. Possono decidere quale combinazione di massa e scala/velocità è più adatta a loro”, ha detto Dial.

L'obiettivo è la correzione completa degli errori quantistici. Allo stesso tempo, queste tecnologie consentono agli utenti di ricavare un valore reale dalle macchine quantistiche nel breve termine, ha dichiarato Dial.

Anche i partner industriali svolgeranno un ruolo importante nello sviluppo dei sistemi quantistici. Questa settimana, IBM ha dichiarato di aver stretto una partnership con Vodafone per sviluppare casi d'uso quantistici per le telecomunicazioni. Il fornitore di telecomunicazioni utilizzerà anche la tecnologia di crittografia IBM Quantum Safe nei suoi sistemi.

Vodaphone entrerà a far parte dell'IBM Quantum Network, che comprende 200 organizzazioni e oltre 450.000 utenti. Oltre a Vodafone, la rete ha aggiunto la banca francese Crédit Mutuel per esplorare i casi d'uso nei servizi finanziari e l'agenzia svizzera di ricerca e sviluppo Uptown Basel per promuovere lo sviluppo di competenze quantistiche.