Ibm: nel 2029 operativo il primo sistema di calcolo quantistico fault-tolerant

Microsoft, Google, AWS e gli altri approcci.

L’approccio di IBM è diverso da quello seguito da Google e AWS, e anche da quello di Microsoft. Google utilizza principalmente il codice di superficie (surface code), che è molto robusto ma richiede molte risorse fisiche, in particolare molti qubit per codificare un singolo qubit logico. Willow è un chip quantistico presentato da Google nel dicembre 2024 che ha eseguito un calcolo test in meno di 5 minuti che un supercomputer classico impiegherebbe miliardi di anni a risolvere. Tuttavia, non risolve ancora problemi pratici reali (per ora è solo un test teorico). Il grande passo in avanti è stato ridurre gli errori nei calcoli, un ostacolo cruciale nella computazione quantistica.

AWS, con il chip Ocelot, ha anch’essa affrontato il problema del quantum error correction, promettendo un risparmio del 90% sull’overhead, ma resta ancora in fase sperimentale, con focus soprattutto su architetture scalabili e riduzione della complessità fisica dei circuiti.

Infine, Microsoft segue una strada ad altissimo potenziale, puntando sulla scoperta fisica di nuovi tipi di qubit per rendere il quantum computing realmente praticabile. L’approccio di Microsoft con il progetto «Majorana» si distingue nel panorama del quantum computing perché punta su una tipologia di qubit topologico, i cosiddetti qubit di Majorana, ritenuti teoricamente più stabili e meno soggetti a errori rispetto ai qubit convenzionali. Scientificamente è il progetto più ambizioso, ma tecnologicamente è più indietro rispetto agli altri.

La differenza tra IBM Quantum Starling e gli altri riguarda sia l’obiettivo dei progetti sia il tipo di architettura e progresso tecnologico. «Il nostro è un approccio hardware aware – ha spiegato Chow – i codici BB possono ottenere prestazioni di correzione d’errore paragonabili o superiori al surface code utilizzando molti meno qubit fisici».

Le prossime tappe

Il traguardo chiave, ci conferma il ricercatore dell’IBM, è fissato al 2029 ma non sarà un processo chiuso: gli step tecnologici saranno alla luce del sole con un obiettivo chiaro, un computer quantistico fault-tolerant in grado di eseguire 100 milioni di operazioni logiche su 200 qubit logici. Per comprendere l’impatto, basti pensare che un simile sistema potrebbe affrontare problemi irrisolvibili con i supercomputer attuali, ad esempio nella simulazione di reazioni chimiche complesse o nella progettazione di nuovi materiali. Il piano si basa su una nuova roadmap pubblicata da IBM e su tre nuovi processori. Quantum Loon (2025) servirà a testare i componenti dell’architettura, in particolare i “c-coupler”, connettori che permettono l’interazione a lunga distanza tra qubit su un singolo chip. Quantum Kookaburra (2026) sarà il primo processore modulare in grado di combinare memoria quantistica e logica computazionale, con l’obiettivo di rendere scalabile la tolleranza agli errori. Quantum Cockatoo (2027) invece collegherà due moduli Kookaburra tramite “L-coupler”, una soluzione pensata per evitare chip monolitici e creare un’architettura distribuita. Il culmine di questo percorso sarà Starling nel 2029.