Calcolo quantistico: IBM, Microsoft e Google continuano a fare progressi. Di conseguenza, i computer quantistici stanno diventando più grandi e stanno ottenendo vantaggi rispetto alla tecnologia tradizionale in circostanze limitate.
Queste compagnie stanno anche sviluppando servizi cloud che consentono alle aziende di testare le acque degli algoritmi quantistici utilizzando strumenti di sviluppo e simulatori in esecuzione su hardware classico. È un campo complicato con molte sfumature e sottigliezze sul significato di qubit, rumore, resistenza e scalabilità.
“Il ritmo dell’innovazione nelle tecnologie quantistiche continua ad accelerare, dove si sta passando dall’esplorazione scientifica alla realtà pratica”, dichiara Chirag Dekate, VP analyst di Gartner.
Costruire l’ecosistema del calcolo quantistico
È necessario molto lavoro prima che le aziende inizino a implementare applicazioni quantistiche. Dekate afferma che le imprese stanno già iniziando a pianificare l’era quantistica. Negli ultimi tre anni il coinvolgimento dei clienti aziendali intorno al quantum è più che raddoppiato. Le aziende stanno iniziando a passare dall’ideazione quantistica all’ideazione e all’implementazione di strategie quantistiche.
Aziende leader come IBM, Microsoft, Google e altri stanno facendo passi da gigante nell’hardware quantistico, ad esempio con la mitigazione degli errori quantistici e i circuiti dinamici. I governi di tutto il mondo stanno anche investendo strategicamente e incoraggiando i centri di ricerca quantistica.
Allo stesso tempo, anche la quantistica sta attirando l’hype, che alcuni fornitori stanno sfruttando per un guadagno a breve termine promuovendo la tecnologia quantistica. C’è il rischio che questo possa innescare un inverno quantistico, come l’inverno dell’intelligenza artificiale (AI) che ha ostacolato la ricerca sull’AI per molti anni.
Ecco come quattro leader tecnologici si stanno avvicinando al calcolo quantistico
La roadmap di IBM per la quantistica
IBM ha lavorato costantemente per anni per rendere il calcolo quantistico un successo commerciale.
IBM ha una tabella di marcia chiara per raggiungere il calcolo quantistico pratico su larga scala con piani per avere un computer da 1.000 qubit in atto entro il 2023 e finora hanno raggiunto tutti i loro traguardi”.
IBM ha recentemente presentato un processore Osprey da 433 qubit a novembre e prevede di costruire Condor da 1.121 qubit nel 2023. Ha anche in programma di svelare Flamingo da 1.386 qubit nel 2024 e Kookaburra da 4.158 qubit nel 2025.
Microsoft apre la strada ai qubit topologici
Microsoft ha aperto la strada al lavoro su una fase topologica della materia, una pietra miliare chiave per la creazione di qubit topologici. Questi dovrebbero essere più veloci, più piccoli e meno inclini a perdere informazioni rispetto ad altri tipi di qubit attualmente in fase di sviluppo. Ciò mette Microsoft su un percorso promettente per lo sviluppo di un computer quantistico scalabile per i clienti aziendali.
Google taglia il rumore
Google ha fatto scalpore qualche anno fa annunciando di aver raggiunto la supremazia quantistica su un arcano problema matematico. Più recentemente, ha deciso di concentrarsi sulla mitigazione del rumore nei computer quantistici con un prototipo di qubit logico che sarà necessario per scalare sistemi quantistici affidabili. Ha anche fatto progressi su nuovi chip quantistici con qubit migliori, un packaging migliorato per questi chip e ha sviluppato tecniche per calibrare i chip con diverse dozzine di cubiti contemporaneamente.
Questo progresso ha permesso all’azienda di reimpostare i qubit con alta fedeltà, rendendo più facile il riutilizzo dei qubit su più calcoli quantistici. Google ha anche sviluppato tecniche per misurare i calcoli nei circuiti quantistici. La combinazione di queste tecniche ha permesso ai ricercatori di Google di ridurre gli errori di cento volte durante il ridimensionamento da cinque a 21 qubit.
Ha collaborato al lavoro con Caltech per sviluppare algoritmi quantistici che potrebbero conoscere i sistemi fisici con molti meno esperimenti. Google ha anche aperto la strada al lavoro con Stanford sui cristalli temporali, che potrebbero sbloccare nuovi casi d’uso per i computer quantistici.
La svolta di Intel sulla quantistica
Intel ha adottato un approccio diverso per scalare i computer quantistici utilizzando la tecnologia spin qubit, chiamata anche punti quantici. Nell’ottobre 2022, Intel ha dimostrato l’eccezionale resa degli array di punti quantici utilizzando la tecnologia di fabbricazione dei transistor.
Conclusioni
La strada verso il futuro quantistico non è semplice e gli esperti ritengono che l’industria dovrà collaborare per risolvere molte lacune significative, come la correzione degli errori scalabile e i sistemi.
È necessario più lavoro per migliorare i tempi di coerenza (resistenza dei qubit) e i tempi di gate (numero di operazioni di gate prima di un errore). I ricercatori devono anche migliorare le comunicazioni quantistiche per lo scambio di informazioni quantistiche e ideare tecnologie di interconnessione quantistiche classiche per scalare gli ambienti quantistici. Una volta che i computer quantistici saranno qui, saranno necessari nuovi algoritmi per risolvere problemi pratici.
Tuttavia, si stanno già vedendo progressi promettenti nell’applicazione del calcolo quantistico a problemi pratici dell’industria. Mercedes-Benz sta esplorando l’utilizzo del calcolo quantistico per creare batterie migliori per le sue auto elettriche. ExxonMobil utilizza algoritmi quantistici per scoprire i percorsi più efficienti. E Mitsubishi Chemical sta simulando reazioni chimiche.
Ci si aspetta di vedere i computer quantistici integrati con altre tecnologie all’avanguardia come l’intelligenza artificiale e la blockchain per svelare casi d’uso innovativi nei settori dei servizi finanziari, farmaceutico, delle bioscienze e della sicurezza informatica.
