Quando il pioniere dell’informatica quantistica D-Wave rilascerà il suo sistema Advantage2 di nuova generazione tra il 2023 e il 2024, l’azienda prevede che la sua macchina raggiungerà i 7.000 qubit e sarà il computer quantistico più potente del suo genere al mondo. 

Ora D-Wave sta rendendo disponibile un prototipo sperimentale di Advantage2 per l’uso nel cloud.

I computer classici accendono o spengono i transistor per simboleggiare i dati in transito come uno o zero. Al contrario, i computer quantistici utilizzano bit quantistici, o “qubit”, che a causa della strana natura della fisica quantistica possono esistere in uno stato chiamato “sovrapposizione” in cui sono essenzialmente sia 1 che 0 allo stesso tempo, il che consente a ciascun qubit di eseguire più calcoli contemporaneamente. 

Più qubit sono collegati meccanicamente, o “entangled”, all’interno di un computer quantistico, maggiore è la sua potenza di calcolo e può crescere, in modo esponenziale.

L’approccio standard alla costruzione di computer quantistici, chiamato “gate model”, prevede la disposizione dei qubit in circuiti con una interazione a sequenza fissa. Al contrario, D-Wave, con sede a Burnaby, in Canada, si è concentrata a lungo su quelli che vengono chiamati “annealing quantum computers”.

Gli “annealing quantum computers” sfruttano un metodo di calcolo quantistico utilizzato per trovare la soluzione ottimale ai problemi che coinvolgono un gran numero di soluzioni, sfruttando proprietà specifiche della fisica quantistica come il tunneling quantistico, l’entanglement e la sovrapposizione.

Fondata nel 1999, D-Wave si autodefinisce il primo fornitore commerciale al mondo di computer quantistici. L’azienda si è dimostrata controversa, con molti critici nel corso degli anni che si sono chiesti se le sue macchine siano davvero più potenti dei normali computer.

Tuttavia, D-Wave ha rivendicato la sua quota di clienti di alto profilo nel corso degli anni. Ha venduto il suo primo sistema di calcolo quantistico, il D-Wave One da 128 qubit, a Lockheed Martin nel 2011, e ha spedito il suo D-Wave Two da 512 qubit al Quantum Artificial Intelligence Lab della NASA, lanciato in collaborazione con Google e l’University Space Associazione di ricerca: nel 2013.

Quando Advantage2 di D-Wave sarà online l’anno prossimo o l’anno successivo, sarà l'”annealing quantum computers” più potente al mondo, afferma Hoskinson. Ora l’azienda sta rilasciando un prototipo sperimentale di Advantage2, con tutte le funzionalità principali del prodotto su vasta scala disponibili per il test.

Il prototipo contiene più di 500 qubit di flusso superconduttori. Il nuovo design dei qubit consente quella che D-Wave chiama la sua topologia Zephyr, che supporta la connettività inter-qubit a 20 vie, rispetto alle 15 della generazione precedente dell’azienda, Advantage.

Inizialmente D-Wave non aveva in programma di rendere disponibile pubblicamente il suo prototipo, “ma visti i primi risultati positivi, volevamo metterlo nelle mani di sviluppatori e ricercatori per l’esplorazione e l’apprendimento”, afferma Hoskinson. “Si tratta di imparare dalla nostra comunità per massimizzare le prestazioni delle applicazioni commerciali mentre ci avviciniamo al computer quantistico Advantage2 su larga scala finale”.

Hoskinson osserva che D-Wave sta anche lavorando a un nuovo processo di fabbricazione che dovrebbe portare a una riduzione drastica del rumore nei computer quantistici dell’azienda, aumentando le loro possibilità di trovare soluzioni di alta qualità.

D-Wave ha reso disponibile il prototipo tramite il suo servizio di cloud quantistico Leap a giugno.

Roberto Campagnola

Laureato in fisica delle particelle, attualmente assegnista di ricerca presso i Laboratori Nazionali di Frascati-INFN e il CERN, si occupa dell’upgrade dell’esperimento CMS – Compact Muon Solenoid per il Large Hadron Collider.