Al Quantum Summit 2021, l’evento annuale dedicato all’hardware e al software quantistico e allo sviluppo del relativo ecosistema, IBM ha presentato Eagle, il processore quantistico da 127 qubit (bit quantistici).
Si tratta del primo processore quantistico di IBM sviluppato e distribuito per contenere più di 100 qubit operativi e collegati. Segue il processore IBM da 65 qubit Hummingbird, presentato nel 2020, e il processore Falcon da 27 qubit presentato nel 2019.
Per raggiungere questo punto di svolta, i ricercatori IBM si sono basati su innovazioni sperimentate nell’ambito dei processori quantistici esistenti, come un design di disposizione dei qubit per ridurre gli errori e un’architettura per ridurre il numero di componenti necessari.
Le nuove tecniche sfruttate all’interno di Eagle posizionano il cablaggio di controllo su più livelli fisici all’interno del processore mantenendo i qubit su un singolo strato, il che consente un aumento significativo dei qubit.
L’aumento del numero di qubit permetterà agli utenti di esplorare problemi a un nuovo livello di complessità quando intraprendono esperimenti ed eseguono applicazioni, come l’ottimizzazione dell’apprendimento automatico o la modellazione di nuove molecole e materiali da utilizzare in settori che vanno dall’industria energetica al processo di scoperta di nuovi farmaci. Eagle è il primo processore quantistico IBM la cui scala rende impossibile una simulazione affidabile da parte di un computer classico. Infatti, il numero di bit classici necessari per rappresentare uno stato sul processore a 127 qubit supera il numero totale di atomi di cui sono composti gli oltre 7,5 miliardi di persone al mondo.
“L’arrivo del processore ‘Eagle’ – ha affermato Darío Gil, Direttore di IBM Research – rappresenta un passo avanti importante verso il giorno in cui i computer quantistici potranno superare i computer classici per applicazioni utili. L’informatica quantistica ha il potere di trasformare quasi ogni settore e di aiutarci ad affrontare i più grandi problemi del nostro tempo. Questo è il motivo per cui IBM continua a innovare rapidamente l’hardware quantistico e la progettazione del software, creando modalità di esecuzione che permetta ai carichi di lavoro quantistici e classici di potenziarsi a vicenda e creare un ecosistema globale, imperativo per la crescita di un’industria quantistica”.
L’azienda ha anche presentato in anteprima i piani per IBM Quantum System Two, la nuova generazione di sistemi quantistici.
L’informatica quantistica attinge alla natura quantistica fondamentale della materia a livelli subatomici, per offrire la possibilità di una enorme potenza di calcolo. L’unità computazionale fondamentale dell’informatica quantistica è il circuito quantico, una disposizione di qubit in porte e misure quantistiche. Più qubit possiede un processore quantistico, più complessi e preziosi sono i circuiti quantistici che può eseguire.
IBM ha recentemente presentato una roadmap dettagliata per il quantum computing, compreso un percorso di crescita scalabile dell’hardware quantum per consentire ai circuiti quantistici di raggiungere il Quantum Advantage, il punto in cui i sistemi quantistici possono significativamente superare i sistemi classici. Eagle è il passo più recente lungo questo percorso di scalabilità.
IBM misura i progressi nell’hardware di calcolo quantistico attraverso tre attributi di prestazioni: Scalabilità, Qualità e Velocità. La scalabilità è misurata nel numero di qubit su un processore quantistico e determina quanto di un circuito quantistico può essere eseguito. La qualità è misurata dal Quantum Volume e descrive la precisione con cui i circuiti quantistici vengono eseguiti su un dispositivo quantistico reale. La velocità è misurata da CLOPS (Circuit Layer Operations Per Second), una metrica introdotta da IBM nel novembre 2021, che determina la fattibilità di eseguire calcoli reali composti da un gran numero di circuiti quantistici.
