Una startup chiamata Atom Computing ha fatto un’affermazione audace: Sta testando un computer quantistico con 1.180 qubit che potrebbe essere disponibile l’anno prossimo, superando giganti come IBM e Google. Si tratta di un salto significativo rispetto al loro sistema precedente, che si accontentava di soli 100 qubit.
Si tratta di un sacco di qubit, le unità di base dell’informazione quantistica. Per fare un confronto, il computer quantistico più potente di IBM è l’Osprey, con 433 qubit, e IBM sta lavorando al suo nuovo modello Condor, che aumenterà il numero a 1121 qubit. Sycamore di Google ha 70 qubit.
L’Atom Computing potrebbe avere una marcia in più nel campo della fisica quantistica. Hanno deciso di utilizzare atomi neutri come qubit, il che promette stabilità e possibilità di scalare. Utilizzando i laser, hanno progettato un reticolo in cui questi atomi possono essere posizionati e manipolati con precisione. Inoltre, memorizzano i dati quantistici nello spin nucleare dell’atomo, che è meno influenzato dalle influenze ambientali. Ciò consente prestazioni più lunghe e ininterrotte. È come se una piccola stanza fosse stata riempita di talenti di alto livello, creando una fitta schiera di qubit ad alte prestazioni.
E non è tutto. Hanno ampliato la loro rete da un array 10×10 a un impressionante array 35×35, offrendo un potenziale ancora maggiore per i progressi quantistici.
Ma come per tutte le cose innovative, ci sono asterischi e avvertenze.
Sebbene il sistema di Atom Computing abbia un numero impressionante di qubit, il tasso di errore per le operazioni sui singoli qubit è molto alto. Immaginate di avere una flotta di supercar, ma solo alcune di esse possono guidare alla massima velocità senza rompersi. Questa è la sfida che deve affrontare Atom Computing. Il loro computer quantistico, nonostante l’enorme numero di qubit, richiede un significativo controllo degli errori, che attualmente lo rende impraticabile per calcoli complessi.
Atom Computing prevede di aver risolto questo problema nel prossimo futuro, dichiarando in un comunicato stampa ufficiale di essere “sulla strada per un computer quantistico a tolleranza di errore in questo decennio”
Computer quantistico di prima generazione, Phoenix, Berkeley, California agosto 2021. Immagine: Atom Computing
Atom afferma di avere una soluzione a questo problema.
“Useremo tutti questi qubit, perché sono tutti identici, per parallelizzare il calcolo”, ha dichiarato ad Ars Technica il fondatore e CTO di Atom, Ben Bloom. “Così, se qualcuno ci dà un algoritmo con 50 qubit, noi eseguiamo quell’algoritmo con 50 qubit su tutti i nostri qubit e otteniamo i risultati più velocemente”.
Bloom ha poi parlato delle sfide che l’informatica quantistica basata su atomi neutri deve affrontare.
“La cosa che finora ha frenato gli atomi neutri sono stati i metodi classici che usiamo per controllare gli atomi neutri”, ha detto. “E questo ha dimostrato essenzialmente che se si lavora con aziende di ingegneria e produttori di laser (come facciamo noi), si può sopprimere tutto il rumore.
“Improvvisamente si ottiene un sistema quantistico incredibilmente puro”, ha dichiarato al sito web
Nel campo dell’informatica quantistica, sia gli atomi neutri che gli ioni vengono studiati come potenziali qubit. Gli atomi neutri possono essere intrappolati e manipolati con il laser, mentre gli ioni – atomi carichi – sono intrappolati con campi elettromagnetici. I computer quantistici basati sugli ioni hanno fatto notevoli progressi, ma devono affrontare la sfida di scalare il loro livello. Gli atomi neutri, come quelli esplorati da Atom Computing, offrono un’alternativa promettente con il potenziale per una rapida scalabilità.
Se gli sforzi di Atom Computing avranno successo, potremmo avere un futuro di computer quantistici scalabili e affidabili se i ricercatori si concentreranno sull’amore per gli atomi neutri.
Nel frattempo, IBM – uno dei principali attori nel campo dell’informatica quantistica – ha messo gli occhi su un computer quantistico con 100.000 qubit. Il computer quantistico più potente finora, l’IBM Osprey, ha 433 qubit, ma il prossimo “Kookaburra”, un processore multi-chip con 1.386 qubit, dovrebbe essere lanciato nel 2025. Anche Atom Computing sta lavorando per raggiungere un traguardo simile:
Immagine: IBM
Anche se l’annuncio dell’Atom Computing rappresenta indubbiamente un salto in avanti, le aspettative devono essere temperate. Il regno dei quanti è ancora pieno di sfide e, sebbene il numero di qubit stia aumentando, saranno l’efficienza e l’affidabilità a determinare i veri leader in questa corsa.
