Si chiama Osprey ed è il più grande computer quantistico mai realizzato finora: si tratta dell’ultima fatica di Ibm, che lo ha presentato insieme a nuovi hardware, software e innovazioni di sistema dedicate al supercalcolo quantistico. Con i suoi 433 qubit, Osprey è il processore con il maggior numero di bit quantici di sempre: tre volte più di Eagle, il suo predecessore sempre a marchio Ibm, e otto volte più di Sycamore, il computer quantistico di Google che nel 2019 ha raggiunto la cosiddetta supremazia quantistica. Secondo la sua casa produttrice, Osprey ha il potenziale per eseguire calcoli complessi ben oltre la capacità di calcolo di qualsiasi computer classico e affrontare problemi finora irrisolvibili.
Un piccolo ripasso: un computer quantistico è un tipo di computer che sfrutta le proprietà della meccanica quantistica per avere un’enorme capacità di calcolo. Questo è possibile perché questi computer processano le informazioni tramite i qubit (o bit quantici), in genere particelle subatomiche come fotoni ed elettroni che, grazie ad alcune proprietà della meccanica quantistica, possono assumere il valore 0, 1 oppure una combinazione di 0 e 1.
La differenza con i computer tradizionale è proprio questa: mentre i bit “classici” binari possono trovarsi solo in uno dei due stati possibili e assumere il valore di 0 o 1 in maniera alternativa, un qubit può assumere il valore 0, 1 o qualsiasi combinazione di 0 e 1 nella sovrapposizione di entrambi gli stati (in cui si ha una determinata probabilità che si tratti di uno 0 e una determinata probabilità che si tratti di un 1). La possibilità di assumere più valori allo stesso tempo, quindi, conferisce a un computer quantistico una potenza di calcolo notevolmente superiore rispetto alle sue controparti che funzionano con i bit binari.
Un processo impegnativo
Inoltre, proprio come un computer tradizionale, incrementando il numero di qubit di un processore quantistico, può aumentare anche la sua capacità di calcolo: per questo motivo Osprey, con 433 qubit, promette di eseguire in poco tempo calcoli estremamente complessi come mai prima d’ora. Si tratta del processore con il maggior numero di qubit realizzato da Ibm, che ha superato il suo predecessore Eagle (che possiede 127 qubit) e il computer quantistico di Google Sycamore (53 qubit).
Costruire Osprey è stato piuttosto complesso, ha detto al New Scientist Oliver Dial, ricercatore di Ibm, perché, man mano che si aggiungono qubit, il funzionamento di ogni singola unità di informazione può essere disturbato dalla presenza delle altre, che possono fare interferenza fra loro. Osprey, in particolare, funziona grazie a circuiti realizzati con materiali superconduttori che operano in maniera ottimale solo a temperature vicine a – 273 gradi centigradi: ciò significa che il processore quantistico deve essere conservato all’interno di un frigorifero speciale. Nonostante le sfide incontrate durante la sua realizzazione, il nuovo supercomputer potrebbe superare qualsiasi computer tradizionale a cui, come si legge nel comunicato stampa di Ibm, per eguagliare le prestazioni del nuovo processore servirebbe lo stesso numero di bit di quello degli atomi dell’intero Universo.
La prossima era del supercalcolo quantistico
“Il nuovo processore Osprey da 433 qubit ci avvicina al punto in cui i computer quantistici verranno utilizzati per affrontare problemi precedentemente irrisolvibili”, ha affermato Darío Gil, vicepresidente senior della Ibm. “Stiamo continuamente ampliando e facendo avanzare la nostra tecnologia quantistica con hardware, software e sistemi di integrazione per affrontare le più grandi sfide del nostro tempo. Questo lavoro si rivelerà fondamentale per la prossima era del supercalcolo quantistico”.
In effetti, nei programmi futuri di Ibm c’è molto spazio per il supercalcolo quantistico: l’azienda si auspica, per il 2023, di avere un computer quantistico con ben 1121 qubit e di implementare un sistema modulare e flessibile (Ibm quantum system two, i cui dettagli sono stati presentati insieme a Osprey) che consenta ai processori quantistici di comunicare tra loro. Nel frattempo, Ibm sta sviluppando anche un chip più compatto per organizzare e collegare i qubit tra loro in maniera più efficiente. “Stiamo lavorando per migliorare non solo la scala, ma anche la qualità e la velocità dei nostri computer quantistici”, conclude Dial, con l’obiettivo di superare i 4.000 qubit entro il 2025.
Via: Wired.it
Credits immagine: Michael Schwarzenberger da Pixabay
Leggi anche: Nobel per la fisica all’informatica quantistica
