IBM Quantum System One, computer quantistico realizzato in Germania

Per la prima volta IBM ha realizzato un computer quantistico non fisicamente installato presso i suoi laboratori statunitensi.
Quantum System One è stato infatti posizionato nei locali del Fraunhofer Institute in Germania.

La notizia arriva a distanza di 5 anni dalla presentazione del primo computer quantistico a cinque qubit di IBM utilizzabile sul cloud dagli utenti interessati.

Quantum System One poggia il suo funzionamento su un processore IBM Falcon a 27 qubit ed è già stato reso disponibile per gli scienziati del Fraunhofer Institute oltre che ad alcuni partner dell’istituto. Gli accademici tedeschi e le organizzazioni al di fuori del Fraunhofer potranno stipulare contratti mensili per utilizzare il computer anche per scopi di ricerca, istruzione e formazione.

La partnership di Fraunhofer con IBM è stata firmata l’anno scorso segnando l’inizio di un’espansione globale per l’hardware quantistico di Big Blue. L’azienda ha presentato il suo Quantum System One nel 2019 descrivendolo come il primo computer quantistico commerciale del mondo ma fino ad ora gli utenti hanno solo avuto accesso al dispositivo tramite il cloud collegandosi con il Quantum Computation Center di IBM situato vicino a New York.

Gli ingegneri di IBM hanno dovuto fare affidamento su metodi di assemblaggio a distanza ispirati a quelli in essere presso l’agenzia spaziale NASA. “Come si fa a formare persone che sono a migliaia di chilometri di distanza?”, spiega Bob Sutor, uno dei responsabili del progetto. “Abbiamo dovuto addestrare squadre locali a distanza e lavorare con loro da remoto per assemblare tutto. E ha funzionato“.

Da quando la partnership è stata annunciata, presso il Fraunhofer sono state studiate le potenziali applicazioni del calcolo quantistico ed è iniziata la progettazione di algoritmi quantistici capaci di garantire sicuri vantaggi in termini di performance rispetto ai calcoli effettuati con il metodo classico.

L’informatica quantistica è un astro nascente e nonostante l’enorme potenziale gran parte della promesse tecnologiche sono ad oggi rimaste essenzialmente teoriche. I processori quantistici esistenti, come il Falcon di IBM, usano ancora pochi qubit e il tasso di errore è troppo alto nell’elaborazione dei problemi su larga.
Lo sforzo di ricerca, quindi, consiste nell’individuare i casi d’uso che potrebbero essere più adatti una volta che l’hardware più evoluto sarà pronto.

Al Fraunhofer i ricercatori hanno esaminato una varietà di applicazioni che vanno dall’ottimizzazione dei portafogli finanziari alla pianificazione della logistica; attraverso protocolli di correzione degli errori si potrebbero migliorare le infrastrutture critiche e rendere più veloci ed efficaci le attività di simulazione molecolare giungendo alla scoperta di nuovi materiali.

Lavorando in collaborazione con il Centro aerospaziale tedesco l’istituto ha condotto una ricerca per scoprire se gli algoritmi quantistici potrebbero simulare i processi elettrochimici all’interno dei sistemi di stoccaggio dell’energia. Qualcosa che potrebbe aiutare a progettare batterie e celle a combustibile con migliori prestazioni e maggiore densità energetica.

IBM ha sempre criticato l’atteggiamento di Google che ha dichiarato di aver raggiunto per prima la supremazia quantistica con un suo sistema.
Per Big Blue il punto non è concentrarsi sulla risoluzione di problemi di scarsa valenza pratica ma di conquistare un vantaggio quantistico ossia fare in modo che i computer quantistici possano eseguire compiti specifici più velocemente o in modo più efficiente rispetto ai sistemi tradizionali basati su 0 e 1.

I processori Falcon utilizzati nel Quantum System One, come detto, sono a 27 qubit ma l’azienda sta lavorando in parallelo su un chip chiamato Hummingbird a 65 qubit.
Secondo il cronoprogramma stilato da IBM non è impensabile spingersi fino a 1.000 qubit già entro il 2023, cosa che permetterebbe di far compiere quell’auspicato “salto di qualità” nelle elaborazioni quantistiche.

Il governo tedesco, da par suo, ha già lanciato un programma di investimenti da 2 miliardi di euro per la promozione delle tecnologie quantistiche nel Paese che si aggiunge alla somma di 1 miliardo di euro stanziati per lo stesso obiettivo dalla Commissione Europea. Anche il governo britannico ha al momento investito un totale di 1 miliardo di sterline.