Ibm e Cisco uniscono le forze per creare una grande rete di computer quantistici. E mettere il turbo allo sviluppo del futuro quantistico.
La rete distribuita potrebbe gettare le basi per un internet del quantum computing, definito da computer, sensori e comunicazioni per il super-calcolo, atteso entro il decennio 2030.
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Il primo proof-of-concept entro 5 anni
Ibm e Cisco intendono presentare il primo proof-of-concept di una rete che unisca singoli computer quantistici di grandi dimensioni e fault-tolerant , “entro cinque anni”, spiega Jay Gambetta, direttore di Ibm Research e IbmFellow, “permettendo loro di lavorare insieme per eseguire calcoli su decine o centinaia di migliaia di qubit”.
Questa rete consentirà di affrontare compiti e calcoli utilizzando potenzialmente trilioni di porte quantistiche, le operazioni fondamentali di entanglement necessarie per applicazioni quantistiche rivoluzionarie, come la risoluzione di problemi di ottimizzazione su larga scala o la progettazione di materiali e farmaci complessi.
La roadmap di Ibm e Cisco
Rileva Gambetta: “la nostra roadmap prevede di realizzare computer quantistici su larga scala e fault-tolerant entro la fine del prossimo decennio”. Attraverso questa nuova collaborazione con Cisco, “intendiamo capire come ampliare ulteriormente la potenza computazionale del quantum. E mentre creiamo il futuro del calcolo, la nostra visione spingerà i confini di ciò che i computer quantistici possono fare all’interno di un’architettura di calcolo ad alte prestazioni”.
Perché raggiungere la piena maturità del quantum computing, non significa solo creare macchine individuali più potenti, ma anche connetterle tra loro.
Ibm “sta sviluppando computer quantistici per espandere le loro capacità, mentre noi forniamo il networking quantistico necessario per farle lavorare in rete”, sottolinea Vijoy Pandey, general manager di Outshift di Cisco: “insieme affrontiamo questo tema come un sistema completo, includendo l’hardware per collegare i computer quantistici, il software per eseguire calcoli distribuiti e l’intelligenza di rete che ne assicura il corretto funzionamento”.
Una rete di quantum computing distribuito
La visione di Cisco per un data center quantistico si basa su un’architettura per il networking che potrebbe rendere il quantum computing distribuito una realtà nel prossimo futuro. Questa visione comprende un intero stack hardware e software progettato per preservare gli stati quantistici fragili, distribuire le risorse di entanglement, facilitare la teletrasmissione tra computer quantistici e sincronizzare le operazioni con precisione sub-nanosecondo.
Per scalare il collegamento tra due computer quantistici separati ma fisicamente vicini, Ibm e Cisco intendono esplorare possibilità per trasmettere qubit su distanze maggiori, ad esempio tra diversi edifici o data center. Per raggiungere questo obiettivo, le aziende studieranno tecnologie basate su fotoni ottici e trasduttori microonde-ottici, valutando come integrarle in una rete quantistica per trasferire le informazioni secondo le necessità.
Le nuove tecnologie da realizzare
Collegare tra loro più computer quantistici richiederà un’interfaccia adeguata. Per questo, Ibm prevede di realizzare un’unità di networking quantistico (QNU) che funzionerà da interfaccia per l’unità di elaborazione quantistica (QPU), con il compito specifico di trasformare le informazioni quantistiche stazionarie nella QPU in informazioni quantistiche ‘volanti’ attraverso la QNU, in modo da poterle poi collegare a più computer quantistici attraverso la rete dedicata.
Per rendere possibili questi piani, Cisco sta sviluppando un framework software ad alta velocità in grado di riconfigurare continuamente e dinamicamente i percorsi di rete, così da distribuire l’entanglement alle QNU non appena queste completano le loro computazioni parziali.
Il futuro internet quantistico
Le due aziende intendono esplorare come un network bridge, costituito da nuovo hardware e software open-source, possa utilizzare i nodi della rete quantistica di Cisco per collegare numerose QPU di Ibm all’interno di un data center tramite l’interfaccia QNU.
In futuro, questo approccio potrebbe essere esteso per collegare QPU tra più data center, espandendo così una rete quantistica più ampia su distanze maggiori e gettando le basi per un futuro internet quantistico.
I computer di Ibm collegati con questa architettura potrebbero gestire carichi di lavoro estremamente complessi dal punto di vista computazionale, inclusi quelli che richiedono risorse di calcolo ad alte prestazioni nell’ambito di un framework di supercalcolo centrato sul quantum computing.
Le basi per uno sviluppo esponenziale
Creare una rete di quantum computing distribuita e scalabile aprirà la strada a uno spazio computazionale di dimensioni esponenzialmente maggiori.
Un internet quantistico aprirebbe un futuro in cui molte tecnologie distribuite basate sul quantum, come computer, sensori e sistemi di comunicazione quantistica, siano connesse tra loro e condividano informazioni su ampie distanze, ad esempio all’interno di un’area metropolitana e, in prospettiva, su scala planetaria.
Questa ambiziosa visione potrebbe aprire nuove possibilità, come comunicazioni ultra-sicure su grandi quantità di dati o il monitoraggio preciso del clima, del meteo e dell’attività sismica a livello planetario.
