IBM ha recentemente svelato la sua roadmap per costruire un computer quantistico scalabile e fault-tolerant, segnando un passo fondamentale verso il calcolo quantistico industriale. Questo ambizioso progetto, denominato IBM Quantum Starling, è destinato a diventare il primo grande sistema quantistico con correzione degli errori su larga scala, previsto per il 2029. L’innovazione di Starling è fondamentale per spingere oltre i limiti dei computer quantistici attuali, migliorando significativamente le capacità computazionali.
Indice degli argomenti:
Il futuro del calcolo quantistico con IBM Quantum Starling
IBM Quantum Starling, una volta completato, sarà in grado di eseguire 20mila operazioni in più rispetto ai computer quantistici attuali. Per rappresentare lo stato computazionale di Starling, sarebbe necessaria la memoria di più di un quindicilione (10^48) degli attuali supercomputer più potenti al mondo. Questo avanzamento rappresenta una grande sfida, ma anche un’opportunità unica per esplorare pienamente la complessità degli stati quantistici, superando le limitazioni delle tecnologie odierne.
“IBM sta tracciando la prossima frontiera del calcolo quantistico”, ha dichiarato Arvind Krishna, presidente e CEO di IBM. “La nostra esperienza in matematica, fisica e ingegneria sta aprendo la strada a un computer quantistico di scala industriale privo di errori – che risolverà problemi del mondo reale e sbloccherà enormi potenzialità per le aziende.”
La necessità di un’architettura tollerante agli errori
Uno degli aspetti chiave del progetto IBM Quantum Starling è l’adozione della correzione degli errori, una tecnica fondamentale per il successo dei sistemi quantistici. Senza una correzione efficace, i qubit, l’unità di base di un computer quantistico, sarebbero soggetti a errori che ne comprometterebbero l’affidabilità. IBM mira a costruire un sistema che utilizzi qubit logici, i quali vengono creati combinando più qubit fisici per ridurre gli errori.
Questa architettura è essenziale per eseguire operazioni complesse senza compromettere l’integrità del calcolo.
IBM Quantum Starling: i benefici di un computer quantistico su larga scala
Un computer quantistico fault-tolerant, come quello progettato da IBM, potrebbe portare enormi vantaggi in settori strategici come la scoperta di farmaci, la chimica e l’ottimizzazione industriale. Starling, con i suoi 200 qubit logici, sarà in grado di eseguire 100 milioni di operazioni quantistiche, aprendo la strada a nuovi metodi di ricerca e sviluppo. La possibilità di eseguire miliardi di operazioni in modo affidabile è una pietra miliare per rendere il calcolo quantistico uno strumento utile in applicazioni industriali.
La strada verso la correzione degli errori su larga scala
L’efficienza della correzione degli errori è cruciale per il successo dei sistemi quantistici a larga scala. IBM ha sviluppato una nuova architettura basata su codici quantistici low-density parity check (qLDPC), che riduce drasticamente il numero di qubit fisici necessari per la correzione degli errori. Questo approccio consente di diminuire l’overhead richiesto di circa il 90%, rispetto ai metodi precedenti, rendendo il progetto più praticabile e scalabile.
Le nuove pubblicazioni scientifiche di IBM
IBM ha pubblicato due studi scientifici che descrivono come risolverà i rimanenti criteri per costruire un’architettura quantistica tollerante agli errori su larga scala. Il primo studio esplora l’uso dei codici qLDPC per ottimizzare la correzione degli errori, mentre il secondo si concentra sulla decifrazione delle informazioni dai qubit fisici e sul miglioramento delle misurazioni in tempo reale. Questi avanzamenti sono fondamentali per garantire l’affidabilità e l’efficienza del calcolo quantistico.
IBM Quantum Starling – la roadmap: i prossimi passi di IBM
IBM ha delineato una serie di tappe tecnologiche nella sua roadmap per il calcolo quantistico. Questi progressi culmineranno nel 2029 con la realizzazione di Starling. I prossimi sviluppi includono:
- IBM Quantum Loon (2025): progettato per testare i componenti dell’architettura necessaria per il codice qLDPC.
- IBM Quantum Kookaburra (2026): il primo processore modulare progettato per memorizzare ed elaborare informazioni codificate.
- IBM Quantum Cockatoo (2027): un modulo che collegherà due moduli Kookaburra utilizzando accoppiatori “L-couplers”, creando un sistema scalabile.
Queste innovazioni pongono le basi per la realizzazione di un sistema quantistico scalabile e corretto dagli errori, che supererà le limitazioni attuali.
Conclusioni
IBM sta definendo la strada per il calcolo quantistico su larga scala con la sua innovativa roadmap per IBM Quantum Starling. Questo progetto non solo promette di superare le sfide tecniche esistenti, ma aprirà nuove opportunità per l’industria, dalla scoperta di nuovi materiali alla risoluzione di problemi complessi nel campo della medicina e dell’ottimizzazione. Se queste tecnologie si realizzeranno come previsto, il futuro del calcolo quantistico potrebbe rivoluzionare numerosi settori.
