Il supercomputer del futuro | La rivoluzione dei qubit

Il futuro dell’informatica è nel quantistico. Ma la computazione quantistica non può prescindere dal problema della gestione ultra precisa dei qubit. Imparando a usare nel modo migliore queste unità di contenuto dell’informazione, potremmo superare i limiti dell’hardware classico e spingerci verso la gestione di algoritmi sempre più complessi.

Un team di ricerca cinese ha appurato qual è il processore quantistico più potente in circolazione. E non è dell’IBM e neppure di Google. Il supercomputer quantistico più funzionale e potente è un superconduttore programmabile e bidimensionale cinese realizzato un anno fa. Si chiama Zuchongzhi ed è composto da sessantasei qubit funzionali in un’architettura di accoppiamento sintonizzabile. Per stimare le prestazioni effettive dell’intero sistema, i cinesi hanno sottoposto il processore a dei calcoli mai risolti prima. I risultati sono stati pubblicati su APS Physical. E la ricerca, in pratica, rivela tutti i risultati dei campionamenti casuali di vari circuiti quantistici. La funzione è il benchmarking, fino a una dimensione del sistema di cinquantasei qubit e venti cicli.

Il nuovo processore quantistico a sessantasei qubit

Il qubit (termine che sta per quantum bit) indica il bit quantistico, ovvero l’unità di informazione quantistica. Ogni informazione codificata si misura in quanti di informazione. Il bit è il quanto di informazione che usiamo con i computer ordinari e l’informatica classica. Il qubit, invece, è il quanto che serve per l’informatica quantistica, che può fare molte più cose rispetto all’informatica che usiamo ogni giorno. Basti pensare che in un qubit possiamo inserire e gestire un numero infinito di combinazioni lineari della base ortonormale. In linea teorica un solo qubit potrebbe contenere i dati di tutta la conoscenza umana.

Grazie a questo concetto teorico e pratico, gli informatici possono ottenere due grandi risultati. Da un lato possono edificare una teoria generale della computazione quantistica e dall’altro possono produrre sistemi che non dipendono dagli specifici componenti utilizzati per la sua realizzazione.

l cinesi avevano già raggiunto l’eccellenza nel settore producendo un supercomputer a cinquantatré qubit (il Sycamore). Ma Zuchongzhi è ancora più potente: risolve problemi di calcolo con maggiore agilità e precisione. Diciamo che in un’oretta riesce a completare calcoli che un altro supercomputer risolverebbe in otto anni. Grazie a questa nuova piattaforma di calcolo quantistico ad alta precisione e programmabile si apre quindi una prospettiva inedita. In futuro l’uomo potrà esplorare nuovi fenomeni complessi e problemi connessi alla fisica quantistica senza alcuna difficoltà.

Cosa fa un computer quantistico?

Il computer quantistico può affrontare qualsiasi tipo di calcolo e può addentrarsi in quei problemi che non possono essere risolti con la logica normale. Esistono computer quantistici già dal 2001. L’IBM produsse un sistema a sette qubit (sette spin nucleari). E l’anno scorso, sempre la IBM ha presentato Eagle, un nuovo computer quantistico a centoventisette qubit, con una capacità di calcolo enorme (in modo da superare il numero totale di atomi che compongono gli oltre 7,5 miliardi di persone presenti sulla Terra).

Il computer cinese presenta meno qubit ma è in teoria più potente dell’Eagle. Questo perché i suoi qubit sono funzionali, programmabili e dunque modificabili. In pratica il processore superconduttore, chiamato Zuchongzhi, risolve ogni problema di campionamento estremamente complesso. E non va mai in conflitto o in surriscaldamento, come invece succede agli altri supercomputer.