Il primo processore quantistico Intel è pronto

Anche Intel si inserisce nell’agone del quantum computing. La società di Santa Clara ha infatti sviluppato il suo primo processore quantistico. Si chiama Tunnel Falls e sembra prendere il nome da una cascata che si trova geograficamente vicino allo stabilimento situato nello stato dell’Oregon (USA), dove è stata stabilita la sede del team di esperti che si occupa di computer quantistici.

Intel Tunnel Falls è un chip a 12 qubit, valore che colloca il dispositivo computazionale ben al di sotto degli “standard” attuali presentati dai principali concorrenti. Basti pensare che a novembre 2022 IBM ha presentato il suo processore quantistico Osprey a 433 qubit affermando di voler raggiungere la soglia dei 4.000 qubit entro il 2025.

Cosa sono i qubit di un processore quantistico e perché solo “il sale” del quantum computing

I qubit sono l’equivalente quantistico dei bit nell’informatica classica. Mentre i bit possono assumere solo due stati, 0 o 1, i qubit prevedono anche la sovrapposizione di stati, consentendo una rappresentazione simultanea di molteplici combinazioni di 0 e 1. Questo è ciò che conferisce loro un potenziale rivoluzionario nella computazione quantistica.

Inoltre, i qubit possono essere “intrecciati” tra di loro. Ciò significa che lo stato di un qubit può dipendere dallo stato di altri qubit. Questo fenomeno di correlazione quantistica consente al quantum computing di eseguire operazioni parallele su un vasto numero di stati in modo efficiente, fornendo potenzialmente una maggiore velocità e capacità di calcolo rispetto ai computer tradizionali.

L’importanza dei qubit nel quantum computing deriva proprio da queste proprietà uniche. La capacità dei qubit di esistere in sovrapposizione e di intrecciarsi vicendevolmente consente ai computer quantistici di svolgere operazioni complesse in parallelo ed esplorare una vasta gamma di soluzioni simultaneamente. Abbiamo visto quanti e quali problemi risolve un computer quantistico: algoritmi di fatto impensabili da usare con i computer classici, diventeranno in futuro sempre più attuali e “pratici” con i computer quantistici.

La corsa alla realizzazione di un processore quantistico con più qubit si interseca con il cloud

La corsa ai qubit è stata innescata dalla promessa delle tecnologie in grado di superare le capacità dei computer classici in determinati tipi di calcoli. Come quelli descritti nell’articolo citato in precedenza. La creazione di sistemi quantistici scalabili e accessibili richiede una potenza di calcolo significativa e risorse specializzate.

Il cloud computing fornisce quell’infrastruttura scalabile e flessibile che si aspettano di poter usare già oggi grandi aziende, centri di ricerca, team di scienziati e professionisti. Le aziende che lavorano sullo sviluppo di computer quantistici stanno quindi investendo nella creazione di servizi cloud per l’accesso alle piattaforme di quantum computing a distanza. Combinando più processori quantistici sul cloud è possibile avere a disposizione sistemi potenti con un numero elevato di qubit sfruttabili per i calcoli più complessi.

Intel presenta la sua visione in tema di quantum computing: ecco il primo processore quantistico dell’azienda

Jim Clarke, responsabile della divisione Intel che si occupa di quantum computing, spiega che l’azienda guidata da Pat Gelsinger ha scelto un approccio un po’ diverso. Al momento l’obiettivo non è quello di partecipare alla gara per aumentare il numero dei qubit bensì tentare di costruire qubit basati sul silicio. Secondo la visione descritta da Clarke, la società intende trarre vantaggio dagli sviluppi sui quali si sta impegnando il resto del personale Intel. Il fine ultimo è “cavalcare” ciò che l’industria CMOS ha fatto per anni. Per implementare computer quantistici di nuova generazione, Intel vuole cambiare il meno possibile a livello di chip di silicio.

La relazione tra qubit e quantum dots

I quantum dots, o punti quantici, sono minuscoli oggetti semiconduttori che possono catturare e rilasciare singoli elettroni. Sono strutture tridimensionali che possono essere create all’interno di materiali semiconduttori. Questi materiali vengono manipolati a livello atomico per creare delle “trappole” utili a catturare un singolo elettrone. I qubit si basano proprio sui quantum dots per rappresentare il loro stato.

Intel utilizza la sua esperienza nella fabbricazione di chip in silicio per creare quantum dots e sviluppare le “abilità” necessarie per impostare e leggere lo stato di ogni qubit. Mentre la maggior parte dei concorrenti di Intel si concentra esclusivamente sulla realizzazione di una comunità di sviluppatori di software, Intel sta contemporaneamente cercando di sviluppare una comunità che la aiuti a migliorare il proprio hardware. Per formare una comunità viva, competente e propositiva, Intel invierà i processori Tunnel Falls ad alcune università: si parte con i poli accademici del Maryland, di Rochester, del Wisconsin, con il Sandia National Lab ma il programma sarà aperto a molte altre realtà. L’auspicio di Intel è che i ricercatori accademici aiutino l’azienda a individuare le principali fonti di errore e quali forme di qubit forniscono le migliori prestazioni.

L’immagine proposta in apertura è di Intel.