Nuovi processori e memorie quantistiche IBM Q

Cos’è un processore e un computer quantistico

I processori e i computer quantistici portano l’elaborazione delle informazioni a un livello nettamente più elevato: essi evidenziano capacità di calcolo che vanno ben oltre gli odierni sistemi di calcolo convenzionale.

I computer quantistici, come spiegato negli articoli Computer quantistico più facile con un nuovo tipo di magnetismo e Computer quantistico europeo: stanziati 1,1 miliardi, usano i qubit per gestire e memorizzare le informazioni. Al posto dei convenzionali bit (cifre 0 e 1) si fa infatti ricorso agli stati fisici di una particella o di un atomo (da qui discende l’aggettivo quantistico) che vengono opportunamente codificati.
Mentre il bit immagazzina solo 0 e 1, si possono conservare contemporaneamente quattro stati con 2 qubit; 16 stati con 4 qubit; 256 stati con 16 qubit e così via.Grazie all’utilizzo del principio della sovrapposizione degli effetti e all’ entanglement, un computer quantistico è estremamente più potente rispetto a qualunque sistema sino ad oggi realizzato.

IBM Q, piattaforma innovativa per le applicazioni scientifiche e aziendali

A marzo di quest’anno Big Blue ha presentato IBM Q con l’obiettivo di creare dei sistemi universali di calcolo quantistico. Esattamente un anno fa (vedere il nostro articolo Computer quantistico di IBM in prova da oggi via cloud), IBM aveva reso pubblici i suoi processori quantistici mettendoli a disposizione come strumenti di sviluppo per la ricerca scientifica, come risorse a livello universitario e come catalizzatori d’interesse per il settore. “Fino a oggi, gli utenti hanno eseguito oltre 300.000 esperimenti quantistici sul cloud IBM”, si legge in una nota diramata dalla società.

I nuovi processori per il calcolo quantistico di IBM: si punta al traguardo dei 50 qubit

Il primo processore che sarà usato d’ora in avanti, anche nell’ambito dell’iniziativa IBM Q, è a 16 qubit e consentirà quindi una sperimentazione più complessa rispetto al processore da 5 qubit precedentemente disponibile. Gli sviluppatori, i programmatori e i ricercatori possono accedervi gratuitamente per eseguire esperimenti ed algoritmi quantistici, per lavorare con singoli bit quantistici, così come per visualizzare tutorial e simulazioni. L’accesso beta oggi è disponibile attraverso un nuovo kit di sviluppo software presente su GitHub a questo indirizzo.
L’altro esemplare appena presentato è un prototipo a 17 qubit che sfrutta notevoli miglioramenti a livello di materiali, dispositivo e architettura tanto che ad oggi è il processore quantistico più potente creato da IBM. Esso costituirà il punto di partenza per i primi sistemi commerciali IBM Q.
Nell’intento di caratterizzare in modo più puntuale la potenza di calcolo dei sistemi quantistici, IBM ha spiegato di aver introdotto il concetto di Volume Quantistico, parametro che riassume il numero e la qualità dei qubit, la connettività del circuito e i tassi di errore delle attività. “Il prototipo IBM di processore commerciale garantisce un notevole miglioramento del volume quantistico”, si spiega della società. “Nei prossimi anni, IBM ha in programma di continuare a promuovere questa tecnologia in maniera massiccia e ha l’obiettivo di aumentare significativamente il volume quantistico dei sistemi futuri migliorando tutti gli aspetti dei processori, ad esempio portandoli ad almeno 50 qubit”.

Il computer quantistico di IBM è qualcosa che difficilmente, almeno per molti anni, verrà utilizzato a livello consumer – nella vita di ogni giorno – ma è un dispositivo di immenso valore soprattutto per il mondo della ricerca.
Un computer che può svincolarsi dall’utilizzo di semplici 0 e 1, come accaduto fino ad oggi, e che è in grado di utilizzare il principio della sovrapposizione degli effetti e l’entanglement, si propone come un dispositivo estremamente più potente rispetto a qualunque sistema sino ad oggi realizzato.
Diventa quindi di essenziale importanza in quegli ambiti dove una più veloce ed efficace analisi dei big data (si pensi al settore della ricerca, a vari livelli) si rivela cruciale.I computer quantistici permetteranno di simulare l’interazione fra singole molecole, comprendere le sequenze del DNA, migliorare il comportamento degli algoritmi di machine learning. Il lancio del computer quantistico è un’ottima notizia, quindi, che permetterà agli sviluppatori di realizzare cose che fino ad ogni non erano neanche lontanamente proponibili.