IBM da sempre è all’avanguardia nella ricerca informatica e tecnologica.

La compagnia dello stato di New York al CES 2019 mantiene alta la sua fama e presenta quello che è il primo computer quantistico commerciale, l’IBM Q System.
La notizia può avere un retrogusto futuristico e sembrare lontana dalla realtà di tutti i giorni, un po’ come se fosse stato presentato un space shuttle acquistabile per scopi privati, ma il computer quantistico è più vicino a noi di quanto possa sembrare.

Ma cos’è un computer quantistico?

Un computer quantistico lega il suo funzionamento, come suggersce il nome, alla teoria dei quanti derivata dai pioneristici studi di fisica in tale ambito.
Non è qualcosa da fantascienza composta da chissà quale materiale alieno oppure una sorta di sfera d’energia interattiva a cui porre domande, ma è un computer che fa evolvere il metodo di calcolo dei normali PC sfruttando le proprietà fisiche dei quanti.
La prima idea sulla possibilità di costruire computer utilizzando il comportamento delle particelle elementari (specialmente la loro non-località o entanglement) era venuta allo scienziato Murray Gell-Mann (premio Nobel per la fisica nel 1969), il quale, nel 1982, aveva intravisto come si sarebbe potuto disporre, sfruttando quelle proprietà delle particelle elementari così contro-intuitive, di un formidabile nuovo elemento-base per dare vita ad una diversa tipologia di scienza informatica.
In questa intuizione geniale dell’informatica teorica, la meccanica quantistica è stata trasformata in un’opportunità per realizzare macchine con una potenza di calcolo enormemente superiore a quella dei computer convenzionali: i computer quantistici.
La maggior potenza di calcolo deriva dal fatto che al posto dei convenzionali bit – unità d’informazione binaria, indicate convenzionalmente con le cifre 0 e 1 e codificate dai due stati “aperto” e “chiuso” di un interruttore – nel computer quantistico si usano i qubit, elementi base dell’informazione quantistica codificati dallo stato quantistico in cui si trova una particella o un atomo.
Lo spin di una particella, per esempio, ha due stati che possono codificare informazioni binarie.
A rendere interessanti, ai fini del calcolo, le particelle atomiche e subatomiche è il fatto che possono esistere anche in una sovrapposizione di stati, ampliando enormemente le possibilità di codifica delle informazioni, quindi permettendo di affrontare problemi estremamente complessi.
Se difatti immaginiamo che un singolo core possa processare multiple informazioni binarie alla volta, è facile intuire come l’aumento di potenza possa essere esponenziale.

Molta più potenza

Il beneficio pratico del computer quantistico è quindi questo, una potenza di calcolo mai raggiunta ma non solo, apre le porte di una nuova architettura per creare i e concepire i computer che valica l’aumento delle performance delle CPU legato alla capacità di aumentare la densità dei transistor presenti su un microchip, spostando l’arco evolutivo dei computer su un piano completamente nuovo.

IBM Q System One

Si tratta di un sistema a 20 qubit, che combina un processore quantistico con componenti ad hoc che ne consentono il funzionamento.
Il Q System One è all’interno di un case in vetro, con un sistema di raffreddamento che tiene costantemente la temperatura a -460 gradi Fahrenheit in modo da preservare l’integrità e la qualità dei qubit usati per le operazioni quantistiche.

IBM ha annunciato IBM Q System One, il primo computer quantistico disponibile per uso commerciale e scientifico. È la prima volta che un computer quantistico universale e “totalmente integrato” esce dai confini dei laboratori di ricerca, aprendosi all’uso da remoto da parte di ricercatori e aziende.

Si tratta di un sistema a 20 qubit, che combina un processore quantistico con componenti ad hoc che ne consentono il funzionamento. Q System One è all’interno di un case in vetro, con un sistema di raffreddamento che tiene costantemente la temperatura a -460 gradi Fahrenheit in modo da preservare l’integrità e la qualità dei qubit usati per le operazioni quantistiche. Secondo IBM, i qubit superconduttori perdono le loro speciali proprietà entro 100 microsecondi, a causa del rumore ambientale derivante da vibrazioni, fluttuazioni di temperatura e onde elettromagnetiche.
Questo è il motivo per cui i componenti quantistici richiedono un’ingegnerizzazione accurata e isolamento. Isolamento assicurato dal vetro, appunto, costruito da Goppion, azienda che si è occupata di realizzare la protezione per la Gioconda al Louvre.

Tutta questa ricerca e raffinatezza tecnologica però non porta il Q System a battere i supercomputer più potenti al mondo.
Si stima che difatti che per poter creare il gap con i supercomputer “classici” si dovrà arrivare ad una potenza di 50 qubit.

IBM ha annunciato IBM Q System One, il primo computer quantistico disponibile per uso commerciale e scientifico. È la prima volta che un computer quantistico universale e “totalmente integrato” esce dai confini dei laboratori di ricerca, aprendosi all’uso da remoto da parte di ricercatori e aziende.

Si tratta di un sistema a 20 qubit, che combina un processore quantistico con componenti ad hoc che ne consentono il funzionamento. Q System One è all’interno di un case in vetro, con un sistema di raffreddamento che tiene costantemente la temperatura a -460 gradi Fahrenheit in modo da preservare l’integrità e la qualità dei qubit usati per le operazioni quantistiche.

Secondo IBM, i qubit superconduttori perdono le loro speciali proprietà entro 100 microsecondi, a causa del rumore ambientale derivante da vibrazioni, fluttuazioni di temperatura e onde elettromagnetiche. Questo è il motivo per cui i componenti quantistici richiedono un’ingegnerizzazione accurata e isolamento. Isolamento assicurato dal vetro appunto, costruito da Goppion, azienda che si è occupata di realizzare la protezione per la Gioconda al Louvre.

 

IBM non si preoccupa solo della ricerca nel campo dei computer quantistici ma anche di avvicinare utenti e ricercatori a queste macchine.
Dal 2016 ha iniziato a offrire il servizio di simulazione quantistica IBM Q Experience gratuitamente, così come un software development kit quantistico open source, per aiutare ingegneri e accademici a comprendere meglio i sistemi quantistici.
Il servizio è stato al centro di oltre 130 paper di ricerca di terza parti, e finora è stato sperimentato da 100.000 utenti e per oltre 6,7 milioni di esperimenti quantistici.

Ecco quindi che questi computer non sono così distanti dall’utilizzo effettivo su larga scala e che lentamente si sta tracciando il sentiero che dalla ricerca specifica porta all’utilizzo domestico, lo stesso che fu percorso dall’UNIVAC ai notebook.

 

 

 

 

Fonte: Tom’s Hardware

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