Il computer quantistico di Google: un progetto che dimostra la supremazia quantistica

Il computer quantistico è una realtà dopo l’esperimento coordinato da Google e condotto fra Germania e Stati Uniti nel quale il computer ha risolto in poco più di 3 minuti un’operazione che a un computer tradizionale richiederebbe 10.000 anni.

Il risultato dell’esperimento a cui hanno partecipato la Nasa, il California Institute of Technology (Caltech) e università di Aachen e Centro Jülich in Germania,  è pubblicato sull’ultimo numero di Nature dal gruppo di ricerca del fisico John Martinis, di Google e dell’Università della California a Santa Barbara.

 

I computer quantistici sfruttano le proprietà  degli atomi per aumentare le capacità di calcolo.

Per “supremazia quantistica” si intende infatti un concetto espresso nel 2012 da John Preskill, fisico teorico americano, secondo il quale tale supremazia si verifica quando i computer quantistici riescono a fare cose impossibili per i computer tradizionali.

L’informatica quantistica non utilizza i transistor tradizionali per rappresentare i numeri binari, ma si serve di elettroni che possono assumere stati diversi. Il qubit non può assumere solo il valore di 1 o 0, ma può rappresentare anche una sovrapposizione di stati, cioè può essere sia 1 che 0 allo stesso tempo.

Il cuore del computer quantistico è il processore Sycamore, che consiste in un array bidimensionale di 54 transmon qubits.  Il processore Sycamore è realizzato in alluminio , mentre è stato utilizzato indio, affine all’alluminio, per l’incollaggio tra due wafer di silicio. Il processore per funzionare è raffreddato a 20 mK, cioè circa -273,15° C.

L’Europa ha lanciato un ambizioso programma sulle tecnologie quantistiche finanziato dalla Commissione Europea con 1 miliardo di euro. L’iniziativa, che prevede dieci anni di lavoro, vede l’Italia in prima fila con il Cnr.

“E’ un passo significativo verso la cosiddetta supremazia quantistica, ossia della capacità di questo computer di svolgere un compito che a un computer tradizionale richiederebbe un tempo lunghissimo, che può anche andare oltre l’età conosciuta dell’universo”, ha detto all’ANSA, Augusto Smerzi, dell’Istituto Nazionale di Ottica del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr-Ino). Gli autori dello studio hanno realizzato un programma, una sorta di gioco matematico, che non ha ancora applicazioni e che il computer quantistico di Google, chiamato Sycamore, ha risolto in poco più di tre minuti. Merito di un processore con 53 qubit, le unità di informazione di base di questi computer del futuro. I computer quantistici non sono ancora una realtà, ma si stanno avvicinando progressivamente. Il risultato è di fondamentale importanza. Dimostra infatti per la prima volta che un dispositivo quantistico può effettuare operazioni in tempi significativamente più brevi di quanto possano fare i computer tradizionali più potenti attualmente a disposizione”.

La notizia è anche stata pubblicata da Sundar Pichai, CEO di Google, in un post sul blog ufficiale, nel quale viene raccontata la storia del computer quantistico.

Secondo il team di Google, simulando un sistema non quantistico, per completare il calcolo che Sycamore ha risolto in 200 secondi, servirebbero 10.000 anni di calcoli del supercomputer Jülich con 100.000 core e una memoria di 250 terabytes.  IBM non è daccordo dato che sostiene che lo stesso calcolo  potrebbe essere risolto in 2,5 giorni da un supercomputer tradizionale e con molta più precisione.


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