IBM annuncia una svolta nel mondo dei computer quantistici: sono utili già ora

IBM ha annunciato un importante risultato per quanto riguarda la ricerca nell'ambito dei computer quantistici, dimostrando per la prima volta come sia possibile effettuare sui computer quantistici odierni, non dotati di correzione degli errori, una simulazione di un sistema fisico con risultati corretti, spingendosi poi fino a una dimensione dei problemi non accessibile ai supercomputer classici. L'azienda afferma che si tratta di un risultato storico che apre le porte dell'era dei computer quantistici in grado di produrre risultati pratici e utili.

I computer quantistici di IBM si spingono oltre i supercomputer classici

In uno studio pubblicato su Nature, i ricercatori di IBM e dell'Università di Berkeley scrivono di essere riusciti a usare un computer quantistico con processore Eagle a 127 qubit per ottenere risultati identici a quelli forniti dai supercomputer classici, spingendosi poi oltre le capacità di questi ultimi. Si tratta di un risultato significativo, perché questi risultati "si dimostrano uno strumento fondamentale per la realizzazione di applicazioni quantistiche a breve termine": è, in altre parole, già possibile sfruttare i computer quantistici attuali per ottenere risultati tangibili, perché i calcoli hanno un'affidabilità sufficiente da essere comparabili a quelli degli elaboratori classici.

"L'osservazione che un processore quantistico rumoroso, anche prima dell'avvento dei computer quantistici resistenti agli errori, produce valori attesi affidabili a una scala oltre i 100 qubit e con profondità dei circuiti non triviali porta alla conclusione che ci sia effettivamente del merito nella ricerca verso l'ottenimento di un vantaggio computazionale pratico da circuiti quantistici limitati dal rumore", scrivono i ricercatori nello studio.

Secondo i ricercatori, questo risultato è reso possibile dai miglioramenti apportati ai processori quantistici oltre i 100 qubit, in particolare nei tempi di coerenza (ovvero di mantenimento degli stati quantistici che consentono di effettuare i calcoli) e nella calibrazione dei superconduttori.

A seguito di questi risultati, IBM si è impegnata a far sì che tutti i sistemi che rende disponibili ai propri clienti e partner, sia tramite il cloud sia tramite l'installazione in loco, siano dotati almeno di processori Eagle entro il prossimo anno.

È interessante notare come sia cambiata la comunicazione intorno ai computer quantistici nel corso dei tre anni passati: dalla nozione di "supremazia quantistica", che indicava la presunta superiorità indiscussa dei sistemi quantistici rispetto a quelli classici, si è passati a quella di "vantaggio quantistico", che indica invece come in alcuni specifici ambiti i computer quantistici abbiano un vantaggio su quelli classici; l'ultimo cambio è verso la cosiddetta "utilità quantistica", ovvero il punto in cui c'è un effettivo impiego pratico per i dispositivi quantistici.

IBM specifica anche chiaramente come non stia affermando di aver raggiunto il punto in cui i computer quantistici hanno superato quelli classici: "altri metodi classici e computer specializzati potrebbero presto restituire risultati corretti per i calcoli che stavamo testando. Ma non è questo il punto: il continuo botta e risposta tra i dispositivi quantistici che eseguono un circuito complesso e i computer classici che ne verificano i risultati migliorerà sia i computer classici sia quelli quantistici, dando al contempo agli utenti la fiducia nelle abilità dei computer quantistici del futuro prossimo."

"Il punto di questo lavoro è che possiamo ora usare tutti i 127 qubit di Eagle per eseguire un circuito piuttosto grande e profondo, e i numeri che escono sono corretti", afferma Kristan Temme, uno dei membri della squadra di ricerca in IBM e responsabile del gruppo di lavoro sulla teoria degli algoritmi quantistici.

Un viaggio di apprendimento

Di fatto, questi esperimenti e queste scoperte non fanno che confermare come sia necessario sperimentare e provare diverse strade per raggiungere l'obiettivo finale, ovvero i computer quantistici in grado di correggere gli errori. Quello del calcolo quantistico è un ambito ancora ai suoi albori, in uno stadio che è appena infantile e ben lontano dall'adultità, e servirà molto tempo per sviluppare nuove tecniche sia nel software, sia nell'hardware.

Questo studio dimostra, infatti, come applicando nuove tecniche in entrambi i campi sia possibile ottenere risultati significativi. Allo stesso tempo, però, non si può non far notare come senza queste sperimentazioni non si potrebbe mai arrivare a miglioramenti e nuove scoperte, semplicemente perché non si dispone delle conoscenze necessarie.

In altri termini, raggiungere l'obiettivo agognato di un computer quantistico libero da errori sarebbe quantomeno molto difficile senza questi passaggi intermedi, o ci porterebbe a non ottimizzare tutta una serie di elementi che ci impedirebbe di usare poi il dispositivo appieno. Come spesso si rimarca, la ricerca di base è fondamentale per progredire e ciò è vero anche nel campo dei computer quantistici.