IBM Q System One: il primo computer quantistico

IBM apre le porte del quantum computing: dopo aver dato accesso a tutti via cloud a questa nuova dimensione dell’informatica, ora il gruppo si pone nuovamente a capofila della rivoluzione annunciando il primo computer quantistico a disposizione per scopi scientifici e commerciali. Il suo nome è IBM Q System One e rappresenta una vera e propria novità che in larga parte non è neppure comprensibile ai più: non si tratta soltanto di una evoluzione dei sistemi antecedenti, ma rappresenta un vero e proprio salto di paradigma che impone scelte progettuali completamente differenti rispetto al passato poiché legate alla meccanica quantistica ed alla particolare complessità che impone la gestione delle informazioni all’interno di un ambiente tanto instabile e delicato.

I sistemi IBM Q sono progettati per agire su problemi oggi visti come troppo complessi per i sistemi classici. Le future applicazioni del quantum computing possono includere il trovare nuovi modelli finanziari, isolati fattori di rischio globali per effettuare migliori investimenti, o trovare i percorsi ideali su sistemi globali per una logistica ultra-efficiente.

Sistemi ad altissima efficienza, insomma, per risolvere problemi estremamente complessi. Per arrivare a questa dimensione, “IBM Q System One ha un design sofisticato, modulare e compatto, ottimizzato per la stabilità, l’affidabilità ed un uso commerciale continuativo“. Ed il primo obiettivo è immediatamente raggiunto: per la prima volta un computer quantistico esce dai laboratori di ricerca, facendo un passo verso il “mondo reale” per iniziare un approccio che dovrà portare un giorno alla rivoluzione vera e propria.

Senza scadenze, per ora: troppo poco e troppo presto per poter azzardare proiezioni. Ma qualche obiettivo sulla carta c’è: entro 2/5 anni IBM intende trasformare l’area del quantum computing in qualcosa di profittevole per il gruppo. Altre aziende sono sulla stessa linea d’onda ed è per questo motivo che la corsa alla commercializzazione diventa un elemento chiave per imporsi.

IBM Q System One

IBM spiega che il progetto prevede:

• Quantum hardware pensato per la stabilità ed in grado di autocalibrarsi;
• sistemi ingegneristici di criogenia per il raffreddamento;
• elettronica ad alta precisione in forma compatta;
• apposito firmware per mantenere il sistema salubre senza interruzioni;
• sistemi computazionali classici per garantire un accesso cloud e l’esecuzione ibrida di algoritmi quantistici.

Nel progetto è inclusa anche una mano italiana: si tratta della milanese Goppion, specializzata in installazioni museali a protezione delle opere d’arte (una su tutte, la Mona Lisa al Louvre). Il case di IBM Q System One è infatti in vetro con chiusura ermetica, qualcosa che Big Blue definisce come una “milestone” nell’evoluzione del quantum computer.

La potenza di questi computer trova contraltare nella loro particolare delicatezza. Ogni singolo qubit (“quantum bits”, l’equivalente quantistico del tradizionale bit: a differenza del passato, ogni bit può avere però  più stati e non lavora pertanto solo all’interno di un sistema binario, il che moltiplica esponenzialmente la potenza di calcolo ottenibile) perde infatti le proprie caratteristiche nel giro di 100 microsecondi, il che impone una gestione particolarmente precisa e veloci delle informazioni ivi conservate. Cambiamenti nella temperatura, vibrazioni, onde elettromagnetiche e quant’altro potrebbero incidere negativamente sullo stato di singoli atomi inficiando l’intera procedura. Di qui la necessità di un ambiente protetto e stabile, isolato da ogni possibile inferenza.

Il risultato è un grosso cubo in vetro alto circa 280 cm, con l’intera componentistica racchiusa all’interno di un cilindro centrale e con la struttura stabilizzata da elementi in alluminio e acciaio. Una copia del System One è in mostra in queste ore al CES di Las Vegas.

Per la scrittura di software occorre fare ulteriori passi avanti, ma anche in questo ambito la ricerca IBM ha già mosso le proprie pedine: Qiskit è un framework open source appositamente sviluppato allo scopo e tra il 26 febbraio ed il 1 marzo prossimi è stata organizzata una 3 giorni di formazione per chiunque volesse iniziare ad esplorare questa nuova opportunità.