Aws, il servizio cloud della multinazionale, presenta la propria soluzione per il quantum computing a una settimana esatta dalla presentazione del Majorana1 di Microsoft. L’italiano Severini è a capo del progetto:«L’impatto principale di questa nuova informatica sarà sulla ricerca scientifica»
Amazon Web Services, il servizio cloud di Amazon, ha annunciato oggi il primo chip per computer quantistici prodotto dall’azienda. Si chiama Ocelot e arriva a una settimana esatta dal lancio analogo da parte di Microsoft del Majorana1, la soluzione della multinazionale di Redmond per il quantum computing. Nel 2025, intitolato dall’Onu come Anno Internazionale della Scienza e della Tecnologia Quantistica (era il 1925 quando Heisenberg, Born e Jordan formularono la prima versione della meccanica quantistica), arrivano dunque i primi passi in quella che Simone Severini, 49 anni, a capo dell’Aws Center for Quantum Computing, definisce «una strada ancora molto lunga, ma che dobbiamo assolutamente percorrere». Il ruolo dei futuri computer quantistici, secondo gli esperti, sarà la capacità di indagare la natura più intima della realtà fisica che ci circonda. Un passaggio dalla fisica classica a quella quantistica anche in termini di potenza di calcolo, proprio perché i nuovi calcolatori basano la propria architettura sui mattoni alla base della realtà che ci circonda: atomi, particelle, fotoni.
Per raggiungere l’obiettivo, grandi aziende (anche Google e Ibm sono della partita) e startup – tra cui alcune realtà in Italia, come la Federico II di Napoli – stanno utilizzando approcci differenti per risolvere il grande nodo che ancora frena lo sviluppo di questa nuova informatica: la forte tendenza all’errore. Si dice che il quantum bit, l’elemento base del quantum computing così come il bit lo è per l’informatica tradizionale, sia prono all’errore: allo stato attuale, lo sviluppo tecnologico è arrivato a ridurre l’incidenza a 1 errore ogni mille operazioni, l’obiettivo è di arrivare a un errore ogni 100 miliardi di operazioni. Dicevamo, appunto, di una strada lunga ancora anni.
Qubit logici e qubit fisici
La strategia scelta da Amazon è quella della superconduttività, quindi l’utilizzo di materiali speciali e microonde per gestire il «comportamento» del qubit, come detto l’elemento centrale del calcolo e che solitamente viene rappresentato come un punto su una sfera. Se dunque il bit tradizionale può oscillare su due valori – 0 e 1 – e dunque è rappresentabile con un segmento, nei qubit le possibilità di oscillazione, e dunque di perdita delle informazioni, sono infinitamente superiori. Perché il qubit logico, quello che partecipa all’elaborazione informatica, mantenga il suo carico corretto, serve ridondanza, diversi qubit fisici per «puntellarlo». Maggiore è il numero di qubit fisici a sostegno, minore è la possibilità d’errore. Ma in questo modo il sistema diventa enorme, troppo complesso anche solo da progettare. «Con Ocelot abbiamo ridotto del 90% la necessità dei qubit fisici», spiega al Corriere Severini. «Solo in questo modo possiamo immaginarci una scalabilità dei sistemi che possa portare ad avere computer che possano davvero essere utili per risolvere problemi importanti. E non parlo di applicazioni commerciali, questo lo vedremo più avanti: l’impatto principale sarà sulla ricerca scientifica, sulla possibilità di studiare la realtà nel suo profondo». Chimica, fisica dei materiali, energia nucleare: la differenza qualitativa di performance sta nella capacità di simulazione della realtà fisica, proprio perché queste macchine sono costruite con la stessa materia che sono chiamate a studiare.
Quelli sviluppati al centro di Pasadena vengono chiamati Cat Qubit, «gatto» in onore di Schrödinger e del suo paradosso (ocelot è il nome del gattopardo americano, un altro felino). E sono noise bias, ossia costruiti «da fabbrica» perché alcuni «rumori» specifici non li facciano oscillare e dunque cadere in errore. Serve quindi una task force minore per tenerli d’occhio. Un passo definito «fondamentale» per poter pensare di sviluppare sistemi informatici di reale utilità. Perché di computer quantistici in giro per il mondo ce ne sono già diversi. Ma si tratta di prototipi, macchine funzionanti ma su una scala talmente ridotta da poter servire solo a scopo sperimentale. «Parliamo di macchine con pochi qubit, è come se fossero vecchi computer tradizionali capaci di gestire 10-20 bit: ci fai poco, di pratico», spiega Severini. Amazon Braket mette a disposizione sette tipi diversi di computer quantistici per le aziende clienti di Aws. Si tratta di progetti di startup aperti alla sperimentazione, oppure già utilizzati per esplorare il calcolo quantistico per superare piccoli «colli di bottiglia» imposti dai limiti dell’informatica tradizionale.
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