IBM ha presentato oggi ufficialmente i nuovi processori quantistici e il concetto di computer quantistici commerciali di domani, le macchine Quantum System Two. Secondo l'azienda, ha raggiunto la soglia oltre la quale inizia un nuovo e sorprendente mondo dell'informatica quantistica, che supera ogni possibilità immaginabile dei computer classici. La porta su questo mondo non è ancora aperta, ma IBM sa già come farlo.
Un fattore decisivo nell'entrare nel mondo dell'informatica quantistica di massa è stato lo sviluppo di un processore quantistico con più di cento qubit superconduttori. Il problema del ridimensionamento dei qubit superconduttori è un punto dolente, dal momento che sono tutti alloggiati in una struttura criogenica confinata e richiedono più cavi per controllare e misurare gli stati quantistici. Anche le apparecchiature di controllo e misurazione sono su larga scala, così come circuiti di interfaccia molto complessi con sistemi di interpretazione del segnale esterni o, più semplicemente, con i supercomputer convenzionali che controllano i sistemi quantistici.
Gestire una dozzina o più di qubit superconduttori non è un affare complicato, ma quando il loro numero supera il centinaio e tende a mille o più, il compito ingegneristico di accogliere tutto questo in un volume ragionevole diventa scoraggiante. IBM ha risolto questo problema e ha introdotto il concetto di un sistema quantistico scalabile Quantum System Two e il concetto di sale computer da molti di questi sistemi.
Ma prima, diciamo qualche parola sul nuovo processore IBM Eagle da 127 qubit. L'architettura di posizionare i qubit su uno degli strati del processore Eagle eredita l'architettura Heavy-hex di esagoni alternati che IBM ha utilizzato nei processori Falcon da 27 qubit su cui oggi produce i computer quantistici Quantum System One. Agli angoli e alle facce degli esagoni, ci sono qubit che sono in contatto con due o tre qubit vicini e possono essere associati ad essi. Ma il processore da 127 qubit differisce nettamente dal processore da 27 qubit in quanto è realizzato multistrato in un unico pacchetto.
Il ridimensionamento non sarebbe possibile senza la configurazione a strati. Il controllo e la misurazione degli stati quantistici della linea sono distanziati su più livelli, il che ha contribuito a raggiungere la compattezza. Inoltre, IBM è passata al multiplexing del segnale, mentre in passato ogni qubit era controllato da un insieme individuale di conduttori e singoli blocchi elettronici. Senza tutto questo, sarebbe impossibile superare la linea dei 100 qubit, afferma la società. Inoltre, il percorso proposto offre l'opportunità di superare rapidamente il limite di 500 e 1000 qubit, il che sembra fantastico.
Il posizionamento ad alta densità dei qubit e la sigillatura delle interfacce hanno permesso di liberare molto spazio nel sistema criogenico. Questo ci porta a un nuovo concetto di rack di calcolo quantistico, che IBM chiama Quantum System Two. IBM sta lavorando con gli ingegneri di Bluefors per progettare il rack.
Bluefors sta lavorando a una nuova piattaforma criogenica con più spazio interno per apparecchiature ausiliarie più potenti e facilità di manutenzione del sistema. Come apparirà è mostrato nel video qui sopra, che rivela anche il concetto di sale computer sulla nuova piattaforma.
IBM attualmente non dispone di un singolo sistema funzionante di nuova generazione. Il primo Quantum System Two dovrebbe entrare in servizio nel 2023.
2021-11-17 17:24:43
Autore: Vitalii Babkin