D-Wave Advantage è il nuovo computer quantistico che mette sul piatto 5000 qubit

D-Wave ha annunciato Advantage, il suo nuovo supercomputer dotato di 5.000 qubit e interconnessione tra qubit a 15 vie. L'azienda canadese ha contestualmente lanciato un nuovo risolutore ibrido, il discrete quadratic model (DQM in breve), e il programma D-Wave Launch, pensato per aiutare le aziende che vogliono costruire applicazioni che usano un modello di calcolo ibrido.

D-Wave Advantage: 5000 qubit alla ricerca del "vantaggio quantistico"

Si parla di "vantaggio quantistico" per indicare il presunto vantaggio che i sistemi quantistici avrebbero nell'effettuare certi tipi di calcoli rispetto ai computer tradizionali basati sul silicio. Tale vantaggio non è ancora stato dimostrato in maniera definitivae c'è ancora una forte contesa sulla definizione stessa del concetto. D-Wave ha tuttavia scelto di utilizzare il nome "Advantage" per il suo nuovo computer quantistico proprio per indicare come intenda dimostrare che la tecnologia si è evoluta al punto tale da poter dimostrare questa differenza.

Advantage usa 5000 qubit, un incremento di più del doppio rispetto al precedente modello 2000Q dotato di 2000 qubit. Il computer utilizza più di 1 milione di giunzioni Josephson, ovvero sandwich composti da due strati di materiale superconduttore a cui viene frapposto uno strato non superconduttore (isolante o di metallo normale); utilizzando tali dispositivi è possibile creare circuiti programmabili chiamati SQUID (superconducting quantum interference devices, o "dispositivi superconduttori per l'interferenza quantistica"). A titolo di confronto, il 2000Q utilizzava 120.000 giunzioni Josephson.

Assieme alla maggiore quantità di giunzioni Josephson c'è anche un incremento nella dimensione dei problemi affrontabili. Advantage permette, stando a D-Wave, di affrontare problemi fnio a 2,5 volte più grandi. Queta maggiore capacità si coniuga poi con un nuovo risolutore ibrido, ovvero un sistema che divide i problemi in parti meglio risolte da un computer tradizionale e parti i cui invece un computer quantistico offre migliori prestazioni teoriche. Il nuovo risolutore, noto come discrete quadratic model o DQM, permette di affrontare una più vasta gamma di problemi aumentando il tipo di variabili accettate.

D-Wave offre una pagina con ulteriori dettagli e la possiiblità di registrarsi al programma Leap per accedere in cloud ai suoi computer quantistici.

5000 qubit: cosa significa all'atto pratico?

Sebbene il numero di qubit dichiarato da D-Wave appaia molto elevato rispetto alla concorrenza, la differenza non è in realtà così grande come potrebbe apparire. D-Wave usa infatti una tecnologia chiamata quantum annealing ("ricottura quantistica" in italiano), molto diversa da quella adottata dai concorrenti come IBM e Google che usano, invece, un approccio basato su circuiti. La soluzione al problema del confronto tra queste tecnologie esiste già e si chiama quantum volume, o volume quantistico, una misura della complessità dei calcoli che un computer quantistico è in grado di effettuare. D-Wave non fornisce questa specifica, impedendo così di effettuare un confronto efficace fra le diverse proposte attualmente sul mercato (IBM ha annunciato di aver raggiunto un quantum volume di 64).

La ricottura quantistica funziona in ambito discreto, ovvero con valori definiti e ben separati tra di loro (si pensi, ad esempio, ai numeri interi). Campi di applicazione sono l'ottimizzazione combinatoria, la ricerca di minimi e altri problemi di ottimizzazione. I computer di D-Wave, tuttavia, non sono computer universali e non possono eseguire né tutti i calcoli di altri computer quantistici, né quelli eseguiti dai computer tradizionali. Per quanto i problemi di ottimizzazione siano tra quelli più promettenti in ambito quantistico, restano comunque un sottoinsieme relativamente ridotto dei problemi che si spera i computer quantistici possano velocizzare.

D-Wave afferma che Advantage è già utilizzato da alcuni clienti in ambito commerciale e che i risultati ottenuti nell'ambito dei servizi finanziari, della scoperta di nuovi farmaci, dell'automotive e della vendita al dettaglio di beni alimentari siano positivi. L'azienda non specifica però quali vantaggi pratici i clienti abbiano ottenuto dall'impiego dei computer quantistici e a quanto ammonti la velocizzazione nella ricerca delle soluzioni.

Il settore dei computer quantistici si sta evolvendo molto velocemente, ma finora è rimasto confinato per lo più nei laboratori di ricerca. D-Wave spera che Advantage possa diventare utile per applicazioni pratiche e afferma che si tratti del "primo computer quantistico pronto per le aziende". Vedremo se sarà davvero così o se, come da più parti si suggerisce, il settore abbia bisogno di ancora qualche anno di sviluppo prima di poter vedere applicazioni pratiche di valore rilevante.