47 anni più veloce: i risultati dell’eccezionale Sycamore, il supercomputer di Google

I ricercatori che lavorano al computer quantistico di Google, Sycamore, hanno affermato che l’ultima iterazione è in grado di calcolare in pochi secondi calcoli complessi che in genere richiederebbero ai supercomputer più veloci circa “47 anni”. I risultati sono stati pubblicati su  un server di ricerche scientifiche non sono stati sottoposti a revisione paritaria.

Da diversi anni l’azienda si dedica a questo campo e nel 2019 ha raggiunto un traguardo analogo quando ha presentato il computer quantistico Sycamore, alimentato da 53 qubit.

Qubit è l’abbreviazione di quantum bit, la più piccola unità di dati in un computer quantistico. A differenza dei bit in un computer binario che possono essere uno “0” o un “1”, un qubit può essere sia 0 che 1 allo stesso tempo, consentendo di eseguire calcoli complessi a velocità sorprendenti.

Obiettivo: battere il supercomputer più veloce

Nel corso del tempo, i ricercatori impegnati nella costruzione di computer quantistici hanno cercato di superare i supercomputer contemporanei.

Questo traguardo è stato raggiunto in numerose occasioni. Man mano che i computer quantistici continuano a crescere in termini di numero di qubit, hanno iniziato a superare i supercomputer in diversi casi.

Quattro anni fa, il Sycamore a 53 qubit era solo un secondo davanti al supercomputer più veloce di oggi, Frontier. In base alle stime dei ricercatori, si ritiene che Frontier avrebbe impiegato circa 6,18 secondi per completare il calcolo sul computer quantistico.

Da allora, i ricercatori hanno aggiunto 17 qubit al Sycamore. Tuttavia, a causa della crescita esponenziale della sua capacità di calcolo, si prevede che Frontier richiederà 47 anni per completare un calcolo di tale portata.

Il team ha utilizzato un benchmark noto come campionamento casuale dei circuiti, che estrae i dati da processi quantistici generati in modo casuale. Questo approccio aiuta a mitigare la potenziale interferenza del rumore durante il calcolo.

A quali applicazioni pratiche servono questi calcoli?

Gli esperti hanno dichiarato al The Telegraph che l’umanità è ben oltre il punto in cui può rivendicare la supremazia quantistica, indicando che i computer quantistici hanno superato in modo significativo i supercomputer.

Tuttavia, la domanda fondamentale rimane: Quali possibilità e applicazioni si possono sbloccare con tali capacità?

Da tempo sappiamo che l’informatica quantistica ha il potenziale per affrontare sfide come il cambiamento climatico, scoprire trattamenti per malattie incurabili e altro ancora. Ma al di là della ricerca accademica, incentrata sulla risoluzione di complessi problemi matematici o sul raggiungimento di determinati benchmark, i computer quantistici hanno fatto progressi limitati nell’affrontare problemi della vita reale.

Per ora continuano a essere un sogno lontano. Anche se gli scienziati hanno aumentato il numero di qubit nei loro sistemi quantistici, non hanno ancora trovato il modo di gestire il “rumore quantistico” o di far funzionare i computer senza richiedere temperature estremamente basse.

Come suggerito da Microsoft il mese scorso, siamo ancora agli inizi dell’informatica quantistica e forse abbiamo appena mosso i primi passi in questa direzione. Affinché i computer quantistici abbiano un impatto sostanziale sulla nostra vita quotidiana, è essenziale sviluppare un supercomputer quantistico in grado di raggiungere velocità operative immense sulla scala di un milione di operazioni quantistiche al secondo, mantenendo bassi tassi di errore (10-12).

Gli attuali computer quantistici possono essere considerati agli stadi iniziali di questa scala e c’è ancora un notevole cammino da percorrere prima che possano dare risultati pratici significativi. Fino ad allora, questi trionfi occasionali sui supercomputer sono tutto ciò che abbiamo da mostrare.