Google presenta ufficialmente la sua tecnologia di calcolo quantistico
Grandi notizie nel mondo dell’informatica quantistica, Google ha appena annunciato un’importante pietra miliare nelle indagini su questo tipo di elaborazione, come era trapelato alcune settimane fa.
Nell’annuncio Google indica che, a differenza del calcolo classico, il calcolo quantistico si basa sulle proprietà della meccanica quantistica. Di conseguenza, i computer quantistici potrebbero risolvere problemi che sarebbero troppo difficili o addirittura impossibili per i computer classici, come la progettazione di batterie migliori, la scoperta di quali molecole potrebbero produrre farmaci efficaci o la riduzione al minimo delle emissioni di fertilizzanti. Potrebbero anche aiutare a migliorare le tecnologie avanzate esistenti, come l’apprendimento automatico.
Ecco il percorso rotta che hanno fatto per raggiungere questo punto
Google è stato un viaggio di 13 anni per Google per arrivare qui. Nel 2006, lo scienziato di Google Hartmut Neven ha iniziato a esplorare l’idea di come il calcolo quantistico potesse aiutare i nostri sforzi per accelerare l’apprendimento automatico. Questo lavoro ha portato alla fondazione del nostro team di Google AI Quantum e, nel 2014, John Martinis e il suo team dell’Università della California, Santa Barbara, si sono uniti a noi nei nostri sforzi per costruire un computer quantistico. Due anni dopo, Sergio Boixo ha pubblicato un articolo che concentrava i nostri sforzi sul compito computazionale ben definito della supremazia quantistica, e ora il team ha costruito il primo sistema quantistico al mondo che supera le capacità del supercomputer per questo particolare calcolo.
L’articolo è stato pubblicato sulla rivista scientifica Nature, dove i risultati hanno raggiunto la “supremazia quantistica”. Google CEo commenta la questione come segue:
[…] l’esercizio di costruzione di un computer quantistico è una lunga lezione da tutto ciò che ancora non capiamo sul mondo che ci circonda. Mentre l’universo opera principalmente a livello quantico, gli esseri umani non lo sperimentano in questo modo. In effetti, molti principi della meccanica quantistica contraddicono direttamente le nostre osservazioni a livello superficiale sulla natura. Tuttavia, le proprietà della meccanica quantistica hanno un enorme potenziale per il calcolo.
Hanno creato un chip chiamato Sicomoro che esegue un calcolo in 200 secondi, che ti porterebbe al supercomputer più veloce del mondo 10.000 anni. A proposito dell’esperimento, commentano:
[…] Siamo in grado di raggiungere queste enormi velocità solo grazie alla qualità del controllo che abbiamo sui qubit. I computer quantistici sono soggetti a errori, tuttavia, il nostro esperimento ha dimostrato la capacità di eseguire un calcolo con pochi errori abbastanza su una scala abbastanza grande da sovraperformare un computer classico.
Ora vogliono scoprire come mettere in pratica questa tecnologia e stanno lavorando con la comunità di ricerca e aprendo la loro tecnologia affinché gli altri lavorino al loro fianco per identificare nuove applicazioni.
In questo link hai ulteriori dettagli tecnici.
Il mese scorso, un documento di ricerca pubblicato brevemente su un sito web della Nasa e poi rimosso ha suggerito che Google aveva raggiunto la supremazia quantistica. Ciò significa che il suo computer quantistico potrebbe, in teoria, eseguire calcoli impossibili anche per i supercomputer più performanti al mondo.
Il documento affermava che il sistema quantistico di 53 qubit di Google aveva impiegato tre minuti e 20 secondi per eseguire un calcolo che avrebbe impiegato 10.000 anni per completare i computer classici più avanzati del mondo.
Ma ora, la ricerca di IBM mostra che un sistema classico può effettivamente svolgere lo stesso compito in due giorni e mezzo “e con una fedeltà molto maggiore”. Cosa c’è di più: secondo i ricercatori, questa è una stima al ribasso.
Questo non è certo il caso della supremazia quantistica. Laddove Google ha sbagliato, ha affermato il personale di IBM in un post sul blog , ha sottovalutato le risorse dei computer classici e in particolare la loro capacità di archiviazione dei dati.
“Quando fu fatto il confronto (di Google) con il classico”, dissero, “non riuscirono (…) a tenere conto dell’abbondanza di spazio su disco”. IBM, quindi, ha proceduto a simulare la stessa attività utilizzando sia l’archiviazione primaria che secondaria per estendere la portata dei supercomputer.
Oltre a una gerarchia di memorie, IBM ha indicato una gamma di metodi per migliorare le prestazioni che possono ridurre ulteriormente la quantità di spazio su disco necessaria per eseguire l’attività e, a sua volta, il tempo necessario per il completamento. “È importante sfruttare tutte queste capacità quando si confronta il quantico con il classico”, ha affermato il suo gruppo di ricerca.
Con tutto ciò, il team di IBM ha scoperto che la sua simulazione di un circuito a 53 qubit richiedeva 64 MB di spazio su disco e, per i circuiti a 54 qubit, erano necessari 128 MB. Tutto ciò rientra nella capacità di 250 MB di un supercomputer.
“L’esperimento di Google sta (…) mostrando fedeltà di gate all’avanguardia su un dispositivo a 53 qubit”, hanno concluso i ricercatori, “ma non dovrebbe essere visto come una prova che i computer quantistici sono” supremi “rispetto ai computer classici “.
Hanno inoltre esortato il pubblico a prendere qualsiasi notizia della “supremazia quantistica” con le pinze, insistendo sul fatto che i computer quantistici funzioneranno in concerto con i computer classici in futuro piuttosto che regnare sovrani su di essi.
Le entrate relative al calcolo quantistico dovrebbero aumentare da $ 1,9 miliardi nel 2023 a $ 8 miliardi nel 2027 e avranno una miriade di applicazioni in fisica, chimica, intelligenza artificiale ed energia, tra molte altre. Ma potrebbe passare ancora del tempo prima che i dispositivi quantistici possano superare i computer classici.
