Aws Ocelot (Immagine: Aws)
Anche Amazon ha il suo chip quantistico: Ocelot. Presentato da Aws (Amazon Web Services), a poca distanza dall’annuncio del processore Majorana 1 di Microsoft, Ocelot è un prototipo basato su una nuova architettura per la correzione degli errori. Il chip è stato sviluppato a Pasadina, nel Center for Quantum Computing di Aws, ospitato all’interno del California Institute of Technology e guidato dall’informatico 49enne, britannico di origine italiana, Simone Severini.
A detta di Amazon, Ocelot fa compiere un passo da gigante nel campo dell’hardware per il calcolo quantistico: ha, infatti, una capacità di correzione degli errori che è di molto superiore a quella dei metodi usati attualmente. Come spiegato da Severini al Corriere della Sera, Ocelot ha ridotto del 90% la necessità di usare qubit fisici nei meccanismi di correzione degli errori (il qubit è l’analogo quantistico del bit, cioè l’unità di informazione minima, che però a differenza del bit può assumere infiniti valori intermedi tra lo 0 e l’1). E questo apre nuove prospettive, al momento soprattutto teoriche, per la creazione di sistemi quantistici su larga scala.
Il richiamo felino nel nome Ocelot non è casuale: i ricercatori di Aws hanno creato una nuova architettura che combina in un unico microchip i cat qubit e altri componenti per la riduzione degli errori. Così chiamati in riferimento al gatto di Schrödinger, protagonista del noto paradosso pilastro della meccanica quantistica, i cat qubit aiutano nella riduzione degli errori di bit-flip (casi in cui il valore del qubit passa non intenzionalmente da 0 a 1, o viceversa). Come suggerito da recenti ricerche, i miglioramenti ottenuti nella stabilità dei cat qubit potrebbero portare a sistemi di calcolo quantistico più affidabili in applicazioni come la crittografia avanzata, simulazioni di dinamica molecolare e intelligenza artificiale.
Il prototipo sviluppato nel laboratorio di Pasadina è formato da due circuiti integrati, da un centimetro quadrato di area ciascuno, collegati tra loro e ricoperti da sottili strati di tantalio, un materiale superconduttore. Ocelot si compone di 14 elementi: cinque cat qubit, cinque circuiti buffer (necessari per stabilizzare i cat qubit) e cinque qubit aggiuntivi che rilevano errori negli altri componenti.
“Con i recenti progressi nella ricerca quantistica, non è più questione di se ma di quando computer quantistici funzionanti e tolleranti all’errore saranno disponibili per applicazioni del mondo reale”, ha detto Oskar Painter, direttore della divisione Quantum Hardware di Aws. “Ocelot è un passo importante in questo percorso. In futuro, i chip quantistici basati su architettura Ocelot potrebbero costare un quinto rispetto agli attuali approcci grazie alla drastica riduzione del numero di risorse necessarie per la correzione degli errori. In concreto, pensiamo che questo velocizzerà di cinque anni il percorso per ottenere computer quantistici funzionanti”.
Oggi il tema del quantum computing inizia a occupare con più frequenza le pagine di cronaca tecnologica, uscendo dall’alveo degli adetti ai lavori, che ne discutono da decenni. Ma è presto per dire se sarà questa la prossima frontiera di innovazione nell’informatica, dopo quella dell’intelligenza artificiale ora in pieno svolgimento. Non c’è nemmeno consenso sulle tempistiche: per qualcuno, come il Ceo di Nvidia Jensen Huang, ci vorranno vent’anni o giù di lì per vedere applicazioni commerciali di calcolo quantistico, mentre secondo il direttore della divisione Quantum AI di Google, Hartmut Neven, basteranno cinque anni.
Come la pensa Aws? “Siamo appena all’inizio”, ha dichiarato Painter, “e crediamo dovremo superare molte altre fasi. Il problema da affrontare è arduo e dovremo continuare a investire in ricerca di base, restando legati all’importante lavoro accademico e imparando da esso. Al momento, il nostro compito è continuare a innovare su tutto lo stack del calcolo quantistico, continuare a valutare se stiamo utilizzando la giusta architettura e incorporare questi insegnamenti nei nostri sforzi ingegneristici”.