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Quantum computing, la roadmap di Ibm. Strategia in 3 pilastri

Big Blue annuncia lo sviluppo di computer quantistici di grandi dimensioni attraverso la creazione di hardware robusto, software all’avanguardia e un ampio ecosistema globale di organizzazioni e comunità

12 Mag 2022

Domenico Aliperto

Ibm ha deciso di estendere la sua tabella di marcia per lo sviluppo di computer quantistici di grandi dimensioni. Si tratta, spiega Big Blue in una nota, di una roadmap che “dettaglia i piani per le nuove architetture modulari e il networking che permetteranno ai sistemi quantistici Ibm di avere un numero maggiore di qubit – fino a centinaia di migliaia”. Per mettere a disposizione la velocità e la qualità necessarie per l’utilizzo pratico del calcolo quantistico, Ibm intende continuare a costruire un livello di orchestrazione software sempre più avanzato per distribuire in modo efficiente i carichi di lavoro e astrarre le complessità infrastrutturali.

Il progetto farà leva su tre pilastri: hardware quantistico robusto e scalabile; software quantistico all’avanguardia e un ampio ecosistema globale di organizzazioni e comunità.

“In soli due anni, il nostro team ha fatto progressi incredibili sull’Ibm Quantum Roadmap attuale. L’esecuzione della nostra vision ci ha permesso di capire il futuro del quantum e quanto servirà per arrivare all’era del quantum computing applicato a reali problemi di business”, spiega Darío Gil, Senior Vice President, Director of Research, Ibm. “Con la nostra piattaforma Qiskit Runtime e i progressi nell’hardware, nel software e negli obiettivi teorici delineati nella nostra roadmap, intendiamo inaugurare un’era di supercomputer quantistici che apriranno grandi e potenti possibilità computazionali per la nostra comunità di sviluppatori, partner e aziende”.

La roadmap quantistica di Ibm

Ibm ha originariamente annunciato la sua roadmap quantistica nel 2020. Tra le pietre miliari, c’è per esempio Ibm Eagle, un processore a 127 qubit con circuiti quantistici che non possono essere simulati in modo affidabile su un computer classico, e la cui architettura ha posto le basi per i processori con sempre più qubit. Rispetto a un esperimento del 2017, Ibm ha fornito un’accelerazione di 120 volte superiore nella capacità di simulare una molecola introducendo Qiskit Runtime, il modello di programmazione e il servizio di calcolo quantistico containerizzato di Ibm. Nel corso di quest’anno, Ibm prevede di continuare a raggiungere gli obiettivi precedentemente stabiliti sulla sua tabella di marcia e di svelare il suo processore a 433 qubit, Ibm Osprey.

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Nel 2023, Ibm progredirà nei suoi obiettivi per costruire un’esperienza di sviluppo friction-less con Qiskit Runtime e workflow costruiti proprio nel cloud, per portare un approccio serverless nello stack software quantistico di base e dare agli sviluppatori semplicità e flessibilità avanzate. Questo approccio serverless segnerà anche un passo critico nel raggiungimento della distribuzione intelligente ed efficiente dei problemi attraverso sistemi quantistici e classici. Sul fronte dell’hardware, Ibm intende introdurre Ibm Condor, il primo processore quantistico universale al mondo con oltre 1.000 qubit.

“La nostra nuova roadmap mostra come intendiamo raggiungere la scalabilità, la qualità e la velocità di calcolo necessarie per tradurre in realtà la promessa della tecnologia quantistica”, precisa Jay Gambetta, Vp di Quantum Computing e Ibm Fellow. “Combinando processori quantistici modulari con l’infrastruttura classica, orchestrata da Qiskit Runtime, stiamo sviluppando una piattaforma che permetterà agli utenti di costruire facilmente calcoli quantistici nei loro workflow e quindi affrontare alcune delle sfide più importanti del nostro tempo”.

I tre livelli del Quantum Computing modulare

Più nello specifico, Ibm punta su tre livelli di scalabilità per i suoi processori quantistici. Il primo coinvolge le funzionalità di building per comunicare in modo classico e parallelizzare le operazioni su più processori. Questo aprirà la strada a una serie più ampia di tecniche necessarie per i sistemi quantistici pratici, come tecniche migliorate di mitigazione degli errori e l’orchestrazione intelligente del carico di lavoro, combinando le risorse di calcolo classico con processori quantistici che potranno estendersi nelle dimensioni.

Il passo successivo nell’offrire un’architettura scalabile comporta la distribuzione di accoppiatori a corto raggio, a livello di chip. Questi accoppiatori collegheranno strettamente più chip insieme per formare un processore singolo e più grande e introdurranno una modularità che è fondamentale per la scalabilità.

Il terzo componente per raggiungere la vera scalabilità riguarda i collegamenti per la comunicazione quantistica tra i processori quantistici. Per farlo, Ibm propone di impiegare questi collegamenti per realizzare cluster dando luogo ad un sistema quantistico di maggiori dimensioni.

Queste tre tecniche di scalabilità saranno tutte utilizzate da Ibm per raggiungere nel 2025 l’obiettivo di un processore di oltre 4.000 qubit, costruito con più cluster di processori modulari.

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