Il boom dell'intelligenza artificiale e gli investimenti che ne sono conseguiti stanno accelerando l'esplorazione di molte tecnologie nuove, tra cui quella dei computer quantistici. Si tratta di supercomputer che utilizzano hardware e algoritmi in grado di sfruttare la meccanica quantistica al fine di risolvere problemi che un normale computer non è in grado di risolvere o di farlo con la stessa rapidità.

 

In termini pratici, il funzionamento di un computer quantistico si basa sui cosiddetti qubit (quantum bit), ovvero l’unità di informazione quantistica, che nei computer tradizionali corrisponde ai bit. I qubit si differenziano dai bit in quanto possono assumere contemporaneamente e con diverse probabilità qualsiasi combinazione di valore tra zero e uno. Ciò permette di immagazzinare e trasferire molte più informazioni rispetto ai processori tradizionali basati sui bit, che invece possono assumere soltanto il valore zero o il valore uno.

 

Per questo il quantum computing esprime una tecnologia destinata a trasformare tutti i settori, dalla sanità alla finanza, dall'energia alla sicurezza informativa. Già oggi, i progressi fatti nel calcolo quantistico stanno trasformando i modelli di impresa e le modalità attraverso cui si cercano vie per la risoluzione dei problemi.

 

 

Gli Stati Uniti sono il Paese con la quantità maggiore dei più potenti computer quantistici del mondo. Il governo americano negli ultimi anni ha investito decine di miliardi di dollari nel calcolo quantistico, battagliando con la Cina per avere la supremazia nel settore.

 

In Europa lo scorso anno è stato dato avvio al progetto Epique (European Photonic Quantum Computer) per lo sviluppo di un computer quantistico basato sui fotoni. L'impresa è stata finanziata dalla Commissione europea con oltre 10 milioni di euro e ha visto il coinvolgimento di 18 partner di 12 diverse nazioni. Anche l'Italia si sta dando da fare in questo settore. Secondo un report di PwC Italia, il nostro Paese è il terzo al mondo per capacità di calcolo con 14 supercomputer e il 7,2% della potenza globale.

 

Ma quali sono i computer quantistici più potenti oggi in circolazione? Ecco una panoramica di 5 macchine all'avanguardia.

 

 

 

Nel 2021 International Business Machines (IBM) ha lanciato il computer quantistico Eagle a 127 qubit, riuscendo a ottenere risultati accurati attraverso una tecnica di attenuazione avanzata degli errori. Questa è stata verificata eseguendo il problema su un supercomputer tradizionale per livelli di complessità inferiori. Da allora il sistema è in continua evoluzione con l'aggiunta di qubit che migliorano notevolmente le prestazioni.

 

A dicembre del 2023, l'azienda ha annunciato "IBM Quantum System Two", un sistema modulare che ha il potenziale per supportare fino a 16.632 qubit. Quest'anno ha raggiunto un accordo con il governo spagnolo per l'installazione del primo di questo computer in Europa presso l'IBM-Euskadi Quantum Computational Center a San Sebastian. L'azienda punta a sviluppare un computer quantistico a 100.000 qubit entro il 2033 investendo una cifra di 100 milioni di dollari

 

 

Nel 2023 Intel ha annunciato la creazione di un chip quantistico in silicio a 12 qubit, che ha preso il nome di Tunnel Falls. Al riguardo l'azienda ha stretto una collaborazione con il Laboratory for Physical Sciences dell'Università del Maryland e il College Park's Qubit Collaboratory, un centro di ricerca nazionale, per far avanzare la ricerca nell'ambito del quantum computing. Il prodotto è stato realizzato dalla Fab D1 in Oregon su wafer a 300 mm, con una resa del 95% per wafer e un'uniformità della tensione simile a quella di un processo logico CMOS. Da ogni wafer si ottengono oltre 24.000 dispositivi quantum dot. 

 

 

A dicembre dello scorso anno, Google ha annunciato il nuovo chip Willow (Alphabet e la rivoluzione del Quantum Computing). Il processore permette di realizzare un computer quantistico che potrebbe risolvere problemi in 5 minuti che macchine tradizionali impiegherebbero milioni di anni. Willow offre prestazioni all'avanguardia su una serie di parametri e ha reso possibile raggiungere due importanti traguardi: ridurre gli errori in modo esponenziale a mano a mano che aumenta il numero di qubit utilizzati; esecuzione in meno di cinque minuti di un calcolo di riferimento standard che richiederebbe a uno dei supercomputer odierni più veloci 10 septilioni (ovvero 10 alla 25) di anni. Google non ha specificato il costo di Willow.

 

 

Nel 2021, dopo circa sei mesi dall'annuncio che Honeywell International avrebbe effettuato lo spin-off della sua divisione dedicata ai computer quantistici, la neonata Honeywell Quantum Solutions ha unito le forze con Cambridge Quantum per formare Quantinuum, azienda specializzata nei quantici.

 

La nuova realtà sfrutta sia l'hardware di Honeywell che il software di Cambridge Quantum per i computer quantistici. La tecnologia prevede l’utilizzo di ioni intrappolati nel vuoto, che vengono poi manipolati utilizzando i laser. Ciò consente agli ioni di comportarsi come qubit.

L'obiettivo è quello di raggiungere un'elevata precisione, attraverso un'alta capacità di correggere gli errori. Si tratta di caratteristiche essenziali affinché computer quantistici possano essere considerati validi. Honeywell ha investito circa 300 milioni di dollari in Quantinuum per supportarne la crescita.

 

 

IonQ è un altro grande protagonista nel settore dell'informatica quantistica. Lo sviluppo dei potenti computer quantistici si basa anch'esso sul calcolo degli ioni intrappolati. Verso la fine dello scorso anno, l'azienda ha annunciato la consegna di IonQ Forte Enterprise, il primo computer quantistico in Europa realizzato in collaborazione con Quantum Basel.

 

La macchina, ad uso commerciale in Svizzera, esegue lavori di calcolo con un numero di qubit algoritmici record di #AQ36, che è significativamente più potente dei #AQ35 promessi. In pratica, con ogni #AQ aggiuntivo, lo spazio computazionale utile per l'esecuzione di algoritmi quantistici raddoppia.